給湯装置
【課題】スケール成分の付着による配管の閉塞を防止して、貯湯タンクとガスクーラーとの間の水の円滑な循環を保つ。
【解決手段】貯湯タンク１１と、圧縮機３１、ガスクーラー３４、減圧装置３３及び蒸発器３２を有したヒートポンプユニット３０と、を備えた給湯装置１００において、ガスクーラー３４と貯湯タンク１１との間の水循環回路２０Ａに設けられ、ガスクーラー３４に流入する水に磁気的処理又は電気的処理を施して水を活性化する活水器２６と、貯湯タンク１１内の水を水循環回路２０Ａに取り出して、活水器２６により活性化された水を、ガスクーラー３４に流通させて排水する排水手段２７、８０とを設ける。
【解決手段】貯湯タンク１１と、圧縮機３１、ガスクーラー３４、減圧装置３３及び蒸発器３２を有したヒートポンプユニット３０と、を備えた給湯装置１００において、ガスクーラー３４と貯湯タンク１１との間の水循環回路２０Ａに設けられ、ガスクーラー３４に流入する水に磁気的処理又は電気的処理を施して水を活性化する活水器２６と、貯湯タンク１１内の水を水循環回路２０Ａに取り出して、活水器２６により活性化された水を、ガスクーラー３４に流通させて排水する排水手段２７、８０とを設ける。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、貯湯タンクと、圧縮機、ガスクーラー、減圧装置及び蒸発器を有したヒートポンプユニットとを備えた給湯装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、貯湯タンクと、圧縮機、ガスクーラー、減圧装置及び蒸発器を有したヒートポンプユニットとを備えた給湯装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。この種の給湯装置では、貯湯タンク内の低温の水を循環ポンプを介してガスクーラーに循環し、ガスクーラーで熱交換して昇温された高温の水を貯湯タンクに戻すことにより、お湯を沸かして貯湯タンク内に温水を貯湯する貯湯運転が行われている。
【特許文献１】特開２００２−２２３８９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ところで、水循環回路においてガスクーラー内で、当該水に含まれるシリカ、マグネシウム、カルシウムといったスケール成分が析出する場合がある。析出したスケール成分が水循環回路の配管の内壁に付着すると、スケール成分の付着量によっては、配管が閉塞し、貯湯タンクとガスクーラーとの間の水の循環が妨げられる場合があった。特に、ガスクーラーにおいて水が昇温するため、ガスクーラー内部の水流通経路においてスケール成分の析出が起こり易い。貯湯タンクとガスクーラーとの間の水の循環が妨げられると、当該給湯装置の本質的な機能である貯湯運転を行えないという不具合が生じる。
本発明の課題は、スケール成分の付着による配管の閉塞を防止して、貯湯タンクとガスクーラーとの間の水の円滑な循環を保つことのできる給湯装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
上記課題を解決するために、本発明の第一態様は、貯湯タンクと、圧縮機、ガスクーラー、減圧装置及び蒸発器を有したヒートポンプユニットと、を備え、前記貯湯タンク内の低温の水を循環ポンプを介して前記ガスクーラーに循環し、ガスクーラーで熱交換して昇温された高温の水を前記貯湯タンクに貯湯する貯湯運転を行う給湯装置において、前記ガスクーラーと前記貯湯タンクとの間の水循環回路に設けられ、前記ガスクーラーに流入する水に磁気的処理又は電気的処理を施して水を活性化する活水器と、前記貯湯タンク内の水を前記水循環回路に取り出して、前記活水器により活性化された水を、前記ガスクーラーに流通させて排水する排水手段と、を備えたことを特徴とする給湯装置を提供する。
上記構成によれば、活水器により水に磁気的処理又は電気的処理を施して水を活性化させて、当該水に含まれるシリカ、マグネシウム、カルシウムといったスケール成分が析出した場合でも、析出したスケール成分を水循環回路を構成する配管の内壁に付着しにくくすることができる。排水手段により、貯湯タンク内の水を前記水循環回路に取り出して、活水器により活性化された水をガスクーラーに流通させて、ガスクーラー内部の水が流通する配管部分を洗浄して、当該部分に滞留したスケール成分を水と共に排出させて、活性化された水と置き換えることができる。以上の様に、上記構成では、活水器によりスケール成分の付着をし難くすると共に、排水手段によりスケール成分を水と共に排出させて、スケール成分の付着による配管の閉塞を防止して、貯湯タンクとガスクーラーとの間の水の円滑な循環を保ち、給湯装置の本質的な機能である貯湯運転を円滑に行わせることができる。
但し、活水器を設ける位置は、ガスクーラーに流入する水が活水器により活性化された水となる位置であれば、特に限定はなく、貯湯タンクとガスクーラーの流入側とを接続する水循環配管部分は勿論、貯湯タンクに給水管を接続して給水管により市水等を供給する構成とする場合にこの給水管部分に活水器を設けてもよい。
【０００５】
本発明の第二態様は、上記第一態様において、前記貯湯運転の終了後に、前記排水手段により排水されること、を特徴とする。
上記構成によれば、貯湯運転の終了後に、ガスクーラーにより熱交換されて昇温した水が水循環回路内で冷めてスケール成分が析出する前に、スケール成分を含む水を排水手段により排水させることができ、当該給湯装置において、スケール成分の付着による配管の閉塞をより未然に防止して、貯湯タンクとガスクーラーとの間の水の円滑な循環を保つことができる。
【０００６】
本発明の第三態様は、上記第一態様又は第二態様において、前記貯湯タンクには、給水管が接続され、前記排水手段により排水する際には、前記循環ポンプを停止して、前記給水管からの給水圧により前記貯湯タンク内から流出した水を前記ガスクーラーに流通させること、を特徴とする。
上記構成によれば、排水手段により排水する際には、循環ポンプを停止させて、給水管からの給水圧により貯湯タンク内から流出した水をガスクーラーに流通させるので、ガスクーラーに貯湯タンク内の水を流通させるための消費電力の削減を図ることができる。また、貯湯運転時に循環ポンプによってガスクーラー内に流通される水の流速に比して、給水圧によってガスクーラー内に流通させる水の流速を格段に速くすることができる。このため、ガスクーラー内部の水が流通する配管の内壁にスケール成分が付着した場合でも、給水圧による流速の速い水によりこのスケール成分を配管の内壁から剥離させて、排出することができる。また、この様な速い流通速度を循環ポンプにより実現する場合の様に、能力の高い循環ポンプを用意する必要がなく、給水圧を利用することでコストの増加を抑えることができる。
【０００７】
本発明の第四態様は、上記第一態様〜第三態様のいずれか一の態様において、前記活水器は、前記貯湯タンクと前記ガスクーラーの流入側とを接続する水循環配管に設けられること、を特徴とする。
上記構成によれば、貯湯タンクとガスクーラーの流入側とを接続する水循環配管に活水器を設けることにより、活水器により活性化された水を時間を経ることなく、ガスクーラーに流入させることができる。
【０００８】
本発明の第五態様は、上記第一態様〜第四態様のいずれか一の態様において、前記排水手段は、前記貯湯タンクと前記ガスクーラーの水流通経路の出口側とを接続する水循環配管に設けられた排水三方弁を有し、当該排水三方弁を切り替えることにより、当該排水三方弁に接続された排水管を介して前記ガスクーラーの水流通経路から流出した水を排水すること、を特徴とする。
上記構成によれば、貯湯タンクとガスクーラーの水流通経路の出口側とを接続する水循環配管に排水三方弁を設け、この排水三方弁を切り換えることで、ガスクーラーにおいて高温に昇温された水を貯湯タンクに戻すか、排水三方弁に接続された排水管を介して排水させるかを簡易に切り換えることができる。
【０００９】
本発明の第六態様は、上記第一態様〜第五態様のいずれか一の態様において、前記排水手段により、所定の時間間隔で排水されること、を特徴とする。
上記構成によれば、排水手段により、所定の時間間隔で貯湯タンクの水を取り出して、活水器により活性化された水をガスクーラーに流通させた後、排水することにより、時間の経過と共にスケール成分が析出した場合でも、所定の時間間隔毎に析出したスケール成分を水と共に排出させて、スケール成分の堆積、スケール成分の付着を防止して、スケール成分の付着による配管の閉塞を防止して、貯湯タンクとガスクーラーとの間の水の円滑な循環を保つことができる。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、スケール成分が析出した場合でも、活水器によりスケール成分の付着をし難くすると共に、排水手段によりスケール成分を水と共に排出させて、スケール成分の付着による配管の閉塞を防止して、貯湯タンクとガスクーラーとの間の水の円滑な循環を保つことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、図面を参照して本発明の実施形態について説明する。
図１に、本発明の実施の形態の給湯装置１００の構成を示す。本実施の形態の給湯装置１００は、家庭用の貯湯式の給湯装置として構成されている。図１に示す様に、給湯装置１００は、温水を貯留する貯湯タンク１１を収容するタンクユニット１０と、貯湯タンク１１と水循環配管２０により接続されて、貯湯タンク１１内の低温の水を昇温するヒートポンプユニット３０を備えている。貯湯タンク１１の下部１２に貯留する低温の水は、水循環配管２０によりヒートポンプユニット３０に流入される。ヒートポンプユニット３０において、後述するガスクーラー３４で冷媒と熱交換を行うことにより昇温されて高温となった温水は、水循環配管２０を介して貯湯タンク１１の上部１３から貯湯タンク１１内に戻される。給湯装置１００では、この様に水循環配管２０により接続された貯湯タンク１１とヒートポンプユニット３０との間の水循環回路２０Ａにおいて、水を循環させながら水を昇温し、貯湯タンク１１内に高温の水（温水）を貯湯する貯湯運転を行う。そして、貯湯タンク１１内の温水は、貯湯タンク１１の上部１３に接続された給湯配管４０を介して風呂１０１や図示しないシャワー及び蛇口等に給湯される。なお、水循環回路２０Ａの構成については後述する。
【００１２】
ここで、図２を参照して、ヒートポンプユニット３０の構成を説明する。
ヒートポンプユニット３０は、図２に示す様に、圧縮機３１、蒸発器３２、減圧装置としての膨張弁３３及びガスクーラー３４を備え、これらは冷媒配管３５により接続されてヒートポンプ回路３６を構成している。本実施の形態のヒートポンプ回路３６は、冷媒として二酸化炭素を用いた超臨界ヒートポンプ回路である。また、ヒートポンプユニット３０には、ヒートポンプユニット３０が備える圧縮機３１、膨張弁３３等の動作を制御して、ヒートポンプユニット３０の運転を制御するための制御部３７が設けられている。
【００１３】
ガスクーラー３４は、冷媒配管３５と接続され、冷媒が流通する冷媒流通配管３８と、水循環配管２０が接続され、水が流通する水流通配管３９とを備えている。
冷媒流通配管３８の入口３８Ａには、圧縮機３１の冷媒吐出管３５Ａ（３５）が接続されており、圧縮機３１において圧縮された高温高圧の冷媒がガスクーラー３４内に流入する様に構成されている。また、冷媒流通配管３８の出口３８Ｂには冷媒配管３５Ｂ（３５）を介して膨張弁３３が接続されており、ガスクーラー３４の内部を冷媒流通配管３８を介して流通した冷媒は膨張弁３３に流入するように構成されている。
一方、水流通配管３９の入口３９Ａは貯湯タンク１１の下部１２と、第一の水循環配管２１（水循環配管２０）を介して接続され、水流通配管３９の出口３９Ｂは貯湯タンク１１の上部１３と第二の水循環配管２２（水循環配管２０）を介して接続される。貯湯運転が行われる際に、ガスクーラー３４では、冷媒流通配管３８を流れる冷媒と、水流通配管３９を流れる水との熱交換が行われるが、この際、冷媒と水とが対向流となる様になっている。すなわち、水流通配管３９において水が流通する方向は、冷媒流通配管３８において冷媒が流通する方向と対向するようになっている。
従って、ガスクーラー３４で、水と熱交換を行うことにより放熱した冷媒は、膨張弁３３を通過する過程で減圧された後、蒸発器３２に流入する。冷媒はこの蒸発器３２において周囲の空気から熱を汲み上げて、すなわち、周囲の熱を奪って蒸発する。その後、冷媒は蒸発器３２から出て圧縮機３１に吸込まれるサイクルを繰り返す。
【００１４】
貯湯タンク１１と、ガスクーラー３４とは、第一の水循環配管２１と、第二の水循環配管２２とにより接続されて、第一の水循環配管２１に設けられた循環ポンプ２３により貯湯タンク１１内の水が、第一の水循環配管２１を介してガスクーラー３４の水流通配管３９に流入し、ガスクーラー３４で熱交換されて昇温した水が第二の水循環配管２２を介して貯湯タンク１１の上部１３に戻される水循環回路２０Ａを構成している。
【００１５】
次に、前掲の図１を参照して、タンクユニット１０の構成を説明する。
タンクユニット１０は、上述の貯湯タンク１１の他、上記給湯配管４０を含む給湯回路４０Ａと、追焚用水循環回路７０Ａと、凍結防止回路２０Ｂと、洗浄運転回路２０Ｃとを備えている。また、貯湯タンク１１の下部１２には、給水管１４と、排水管１５とが接続されている。更に、タンクユニット１０は、水循環回路２０Ａ、給湯回路４０Ａ及び追焚用水循環回路７０Ａにそれぞれ設けられる循環ポンプ２３、５３、７３や後述する三方弁２４、排水三方弁２７（排水手段、排水弁）等の動作を制御する制御部８０を備えている。
以下、タンクユニット１０の構成を、給水管１４、排水管１５、給湯回路４０Ａ、追焚用水循環回路７０Ａ、凍結防止回路２０Ｂと、洗浄運転回路２０Ｃと、制御部８０の順に説明する。なお、凍結防止回路２０Ｂと、洗浄運転回路２０Ｃとは、水循環回路２０Ａの一部として構成される。
【００１６】
給水管１４は減圧弁１４Ａを備え、給湯等により貯湯タンク１１内の温水が使用されて水位が低下した場合に、常温の市水を減圧弁１４Ａにより給水圧力を所定の圧力、例えば、１７０ｋＰａ（約１．７ｋｇｆ／ｃｍ２）に下げた状態で貯湯タンク１１に貯湯タンク１１の下部１２から供給する。また、貯湯タンク１１と給水管１４との接続口には逆止弁１４Ｂが設けられ、減圧弁１４Ａの上流側にも逆止弁１４Ｃが設けられている。これらの逆止弁１４Ｂ、１４Ｃは、給水管１４に接続される給水源（図示略）から貯湯タンク１１に向かう方向を順方向とする逆止弁である。給水管１４から貯湯タンク１１には、常時、給水源からの給水が可能に構成されており、貯湯タンク１１には常に給水圧が印加されている。但し、本実施の形態の場合、減圧弁１４Ａにより所定の圧力に減圧された後の給水圧が印加されている。貯湯タンク１１内の水量は常に満量とされている。給湯等により貯湯タンク１１内の水が使用された場合、給水圧により当該給水管１４を介して常温の市水が供給される。なお、貯湯タンク１１の容量は、３７０リットル程度〜４６０リットル程度である。本実施の形態では、３７０リットル程度の容量を有するものとする。
【００１７】
排水管１５は排水弁１５Ａを介して貯湯タンク１１の下部１２に接続された第一の水循環配管２１（水循環配管２０）に接続されており、排水弁１５Ａを開くことにより、貯湯タンク１１内の温水を外部に排水することができる。但し、貯湯運転時、この排水弁１５Ａの弁開方向は、第一の水循環配管２１により、貯湯タンク１１の下部１２に貯留された水がガスクーラー３４の水流通配管３９の入口３０Ａに流入するように、手動、若しくは制御部８０により制御されている。
【００１８】
給湯回路４０Ａは、貯湯タンク１１の上部１３に接続された給湯配管４０を介して貯湯タンク１１から出湯された温水と、給水管１４により供給される常温の市水とを混合して所望の温度に調整して、風呂１０１、シャワー、蛇口等に給湯するものである。
給湯配管４０は、分岐点４１において、風呂１０１に給湯するための風呂給湯側配管５０と、シャワーや蛇口等に給湯するための蛇口給湯側配管６０とに分岐している。
【００１９】
風呂給湯側配管５０は風呂１０１の給湯口１０１Ａに接続されている。風呂給湯側配管５０には、上記の分岐点４１と、風呂１０１の給湯口１０１Ａとの間に、注湯混合弁５１、注湯弁５２、風呂ポンプ５３が設けられている。これらは、図示しない制御線等を介して制御部８０に接続されている。風呂給湯側配管５０には、注湯混合弁５１を介して給水管１４において、逆止弁１４Ｂと、減圧弁１４Ａとの間で分岐した第一給水分岐管１４１が接続されている。注湯混合弁５１は、制御部８０の制御の下、風呂リモコン８２を介してユーザーにより設定された風呂給湯温度となるように、給湯配管４０を介して貯湯タンク１１の上部１３から出湯された温水と、第一給水分岐管１４１から給水される常温の市水とを混合する。注湯弁５２は、大気開放弁となっており、風呂１０１側から逆流した温水を大気に逃がすことができる。風呂ポンプ５３は、風呂１０１の追焚きを行う際に、風呂１０１内の風呂水を汲み上げる際に用いられるものである。なお、この風呂ポンプ５３については後述する。
【００２０】
一方、蛇口給湯側配管６０は、図示しないシャワーや蛇口等に接続される。蛇口給湯側配管６０には、上述の分岐点４１と、シャワーや蛇口等との間に、給湯混合弁６１が設けられている。蛇口給湯側配管６０には、給湯混合弁６１を介して、第一給水分岐管１４１から更に分岐した第二給水分岐管１４２が接続されている。給湯混合弁６１は、制御部８０の制御の下、台所リモコン８１を介してユーザーにより設定された蛇口給湯温度となる様に、給湯配管４０を介して出湯された温水と、第二給水分岐管１４２から給水される常温の市水とを混合する。
なお、以上説明した給湯回路４０Ａにおいて、給湯配管４０には、分岐点４１の上流側に逃し弁４２が接続されており、貯湯タンク１１内の圧力が一定圧力以上になった場合、この逃し弁４２を介して一定圧力以上の圧を逃がすことができる。
【００２１】
次に、追焚用水循環回路７０Ａの構成を説明する。追焚用水循環回路７０Ａにおいて、貯湯タンク１１内の高温の温水と、風呂１０１から汲み上げられた風呂水とが熱交換を行うことにより、風呂水が昇温されて、風呂１０１の追焚きが行われる。
追焚用水循環回路７０Ａは、貯湯タンク１１の上部１３と中央部１６とを接続する追焚用水循環配管７１と、追焚用水循環配管７１に設けられる追焚用熱交換器７２と、追焚加熱ポンプ７３とを備えている。追焚加熱ポンプ７３により、追焚用水循環配管７１を介して貯湯タンク１１の上部１３から出湯された温水が、貯湯タンク１１の中央部１６から貯湯タンク１１内に戻される。なお、追焚用水循環配管７１は逆止弁７１Ａを介して貯湯タンク１１の中央部１６に接続されている。
【００２２】
また、追焚用熱交換器７２には、風呂水循環回路７４が接続されている。風呂水循環回路７４は、風呂給湯側配管５０に接続される風呂水往管７５と、風呂１０１に設けられた他の給湯口１０１Ｂに接続される風呂水戻管７６とが接続されている。制御部８０の制御の下、風呂１０１の追焚きが開始されると、風呂ポンプ５３が動作を開始し、風呂１０１内の風呂水が風呂水往管７５を介して追焚用熱交換器７２に流入される。一方、制御部８０の制御の下、追焚加熱ポンプ７３も動作を開始し、追焚用水循環配管７１を介して貯湯タンク１１内の温水が追焚用熱交換器７２に流入する。追焚用熱交換器７２において、貯湯タンク１１の上部１３から流入した高温の水と、風呂１０１から汲み出された風呂水とが熱交換される。そして、熱交換により昇温された風呂水は風呂水戻管７６および給湯口１０１Ｂを介して風呂１０１に戻される。一方、追焚用熱交換器７２において風呂水と熱交換されて中温となった貯湯タンク１１内の温水は、追焚用水循環配管７１を通じて貯湯タンク１１の中央部１６から貯湯タンク１１に戻される。
【００２３】
また、本実施の形態の給湯装置１００は、冬季等、ヒートポンプユニット３０の運転停止時に、水循環配管２０の凍結を防止するために、水循環回路２０Ａには温水をヒートポンプユニット３０側で循環させる凍結防止回路２０Ｂが設けられている。凍結防止回路２０Ｂは、図１に示す様に、第一の水循環配管２１において、排水弁１５Ａと循環ポンプ２３との間に設けられた三方弁２４と、この三方弁２４と、第二の水循環配管２２とに接続される凍結防止配管２５とによって構成される。貯湯運転時、この三方弁２４の弁開方向は貯湯タンク１１の下部１２に貯留された水がガスクーラー３４の水流通配管３９の入口３９Ａに流入するように、制御部８０により制御されている。凍結防止運転時には、制御部８０により、凍結防止配管２５と、第一の水循環配管２１のガスクーラー３４の水流通配管３９の入口３９Ａとが連通するように、弁開方向が切り換えられる。制御部８０の制御の下、凍結防止運転時は、ヒートポンプユニット３０を運転し、循環ポンプ２３により、三方弁２４、循環ポンプ２３、ガスクーラー３４、第二の水循環配管２２、凍結防止配管２５、三方弁２４の順に温水が循環される。これにより、水循環配管２０の凍結が防止される。
【００２４】
また、水循環回路２０Ａには、洗浄運転回路２０Ｃが設けられている。給湯装置１００において給湯運転を行うと、ガスクーラー３４の水流通配管３９と貯湯タンク１１の上部１３とを接続する第二の水循環配管２２との内部を、高温に昇温された水が流れる。この高温に昇温された水の温度は、貯湯運転の終了後、水流通配管３９および第二の水循環配管２２の内部で徐々に低下する。特に、８０℃〜６０℃の温度範囲に水の温度が昇温されたときにＣａやＭｇといったスケール成分の析出が起こりやすく、シリカは水温が低下する過程で析出しやすい。これは、シリカ（ＳｉＯ２）等の一般の結晶物は水温の低下と共に溶解度も低下するのに対し、ＣａやＭｇ等のスケール成分は、水温の上昇と共に溶解度が低下する傾向にあるためである。貯湯運転時には、ガスクーラー３４の水流通配管３９の銅管壁面が８５℃以上に昇温されるために、この水流通配管３９内部でＣａやＭｇといったスケール成分が析出しやすい。これらの析出したスケール成分により、水流通配管３９の内壁等が閉塞されると、貯湯タンク１１とガスクーラー３４との間の水の循環が妨げられ、給湯装置１００において貯湯運転を行うことができないという不具合が生じる。そこで、本実施の形態の給湯装置１００は、洗浄運転回路２０Ｃを備え、貯湯運転の終了後等に洗浄運転を行うことにより、水流通配管３９を含む水循環回路２０Ａを構成する水循環配管２０内で析出したスケール成分を水循環回路２０Ａから水とともに排出させて、スケール成分の付着による水流通配管３９や水循環配管２０の閉塞を防止している。
【００２５】
洗浄運転回路２０Ｃは、図１に示す様に、第一の水循環配管２１において、循環ポンプ２３と、ガスクーラー３４の水流通配管３９の入口３９Ａとの間に設けられた活水器２６と、第二の水循環配管２２において、ガスクーラー３４の水流通配管３９の出口３９Ｂと、貯湯タンク１１との間に設けられた排水三方弁２７とを備えている。
【００２６】
活水器２６は、ガスクーラー３４に流入する水に磁気的処理又は電気的処理を施して、水を活性化するものである。ここで、ガスクーラー３４に流入する水に磁気的処理又は電気的処理を施して、水を活性化するとは、例えば、ガスクーラー３４に流入する水に磁界又は電界を与えて導体としての水分子の帯電状態や水素イオン指数を変化させ、水分子の巨大クラスターを微細分化して、水のエネルギー運動を活発化させることを指す。この様に、水を活性化させることで、スケール成分が析出した場合でも、析出したスケール成分を水循環回路２０Ａを構成する配管の内壁に付着し難くすることができる。
排水三方弁２７には、排水管２８が接続されている。図１に示す様に、排水三方弁２７及び排水管２８は、タンクユニット１０に収容されている。貯湯運転時、排水三方弁２７は、ガスクーラー３４の水流通配管３９の出口３９Ｂから流出した高温の水を貯湯タンク１１の上部１３に向かって流れる様に、制御部８０により弁開方向が制御されている。そして、洗浄運転を行う際に、制御部８０により、この排水三方弁２７の弁開方向が切り換えられ、ガスクーラー３４の水流通配管３９の出口３９Ｂから流出した水が排水三方弁２７に接続された排水管２８を介して、水循環回路２０Ａから排水されるように制御される。
【００２７】
次に、制御部８０について説明する。
制御部８０は、図示しないＣＰＵ、ＲＡＭ、ＲＯＭ等を備えている。制御部８０はＲＯＭに予め記憶されている貯湯運転プログラムや洗浄運転プログラム等の制御プログラムおよび制御用データに基づいて、ＲＡＭの一部を作業領域として、貯湯運転や洗浄運転時、ＣＰＵにより給湯装置１００に設けられた上記各種弁の切り替えや循環ポンプ２３等をコンピューター制御により制御する。また、制御部８０は、ヒートポンプユニット３０の制御手段に制御信号を送信して、ヒートポンプユニット３０の運転を制御する。制御部８０には上述の台所リモコン８１及び風呂リモコン８２が接続されている。ユーザーは台所リモコン８１を介して、台所における給湯温度の設定等の各種の操作を行うことができる。また、ユーザーは風呂リモコン８２を介して風呂１０１の自動給湯、給湯温度の設定、追焚きの指示等の各種の操作を行うことができる。また、ユーザーは、この台所リモコン８１又は風呂リモコン８２を介して、次に説明する洗浄運転機能のオン／オフを設定することができる。
【００２８】
次に、図３を参照して、洗浄運転プログラム等に従って制御部８０により実行される給湯装置１００の洗浄運転を含む動作を説明する。
制御部８０は、まず、現在、貯湯運転の開始タイミングであるか否かを判別する（ステップＳ１）。
ここで、当該給湯装置１００では、ユーザーが電力会社と所定の時間帯別電灯契約を結ぶことなどにより、電力料金の安い深夜時間帯等に給湯運転を行う様に設定されている。また、深夜時間帯以外の時間帯においても、貯湯タンク１１の残湯量が予め設定された第一の所定量より低下すると貯湯運転を開始し、残湯量が第二の所定量以上になると当該貯湯運転を停止するように制御される。なお、本実施の形態において、貯湯タンク１１のタンク容量は３７０リットル程度とされており、貯湯タンク１１の残湯量が１００リットルを第一の所定量とし、１５０リットルを第二の所定量としている。すなわち、貯湯タンク１１の上部１３に貯留された高温の水（温水）の量が給湯により減少して、第一の所定量以下となった場合には、深夜時間帯以外であっても、第二の所定量以上の温水が貯湯されるまで貯湯運転が行われる。
【００２９】
ステップＳ１において、現在、貯湯運転の開始タイミングであると判別した場合（ステップＳ１；Ｙ）、制御部８０はヒートポンプユニット３０の制御部３７に制御信号を送り、圧縮機３１の駆動を開始させる（ステップＳ２）。これと共に、制御部８０は循環ポンプ２３の駆動を開始させて、貯湯タンク１１内の水を水循環回路２０Ａに取り出して、ガスクーラー３４と貯湯タンク１１との間の水の循環を開始させて、貯湯運転を開始する（ステップＳ２）。
次に、制御部８０は、予め設定された所定量の温水が貯湯タンク１１内に貯湯されたか否か判別することにより、現在、貯湯運転の終了タイミングであるか否かを判別する（ステップＳ３）。ここで、貯湯運転の終了タイミングでない（ステップＳ３；Ｎ）と判別された場合は、貯湯運転の終了タイミングとなるまで（ステップＳ３；Ｙ）、貯湯運転が継続して行われる（ステップＳ２）。
【００３０】
一方、貯湯運転の終了タイミングであると判別された場合（ステップＳ３；Ｙ）、制御部８０は、ヒートポンプユニット３０の制御部３７に制御信号を送り、圧縮機３１の駆動を停止させると共に、循環ポンプ２３の駆動を停止させて、貯湯運転を終了させる（ステップＳ４）。
【００３１】
次に、制御部８０は、排水三方弁２７を排水側に切り換える（ステップＳ５）。具体的には、ガスクーラー３４の水流通配管３９の出口３９Ｂから流出した水が排水管２８を介して排水されるように、排水三方弁２７の弁開方向を切り換える。これにより、貯湯タンク１１の下部１２に接続された給水管１４を介して、貯湯タンク１１に印加されている給水圧によって、貯湯タンク１１の下部１２に貯留している低温の水が第一の水循環配管２１を介して、ガスクーラー３４の水流通配管３９の入口３９Ａに流入する。このとき、活水器２６を通過して、活水器２６により活性化された水がガスクーラー３４の水流通配管３９に流入する。そして、水流通配管３９内を給水圧により流通して、出口３９Ｂから流出した水は、排水三方弁２７に接続された排水管２８を介して水循環回路２０Ａから排水される。
【００３２】
そして、予め設定された所定時間（例えば、１０秒）が経過すると（ステップＳ６；Ｙ）、制御部８０は、排水三方弁２７を、通常側に切り換える。すなわち、制御部８０は、排水三方弁２７の弁開方向を貯湯運転を行う際の弁開方向に切り替え、ガスクーラー３４の水流通配管３９から流出する水が貯湯タンク１１の上部１３に向かって流れるようにする（ステップＳ７）。但し、洗浄運転を１０秒間行うことで、本実施の給湯装置１００において、貯湯タンク１１内の水が２リットル程度排水される。なお、排水された量に相当する水が給水管１４を介して給水される。
以上のステップＳ５〜Ｓ７による洗浄運転により、貯湯運転後に水流通配管３９や第二の水循環配管２２内に滞留する高温の水は、排水三方弁２７に接続された排水管２８を介して水循環回路２０Ａから排水され、スケール成分の析出が起こりやすい水流通配管３９内の水は活水器２６により活性化された低温の水に置き換えられる。
【００３３】
以上説明した上記実施の形態によれば、活水器２６により水に磁気的処理又は電気的処理を施して水を活性化させて、当該水に含まれるシリカ、マグネシウム、カルシウムといったスケール成分が析出した場合でも、析出したスケール成分を水循環回路２０Ａを構成する水流通配管３９や水循環配管２０の内壁に付着しにくくすることができる。また、第一の水循環配管２１と、活水器２６と、ガスクーラー３４の水流通配管３９と、第二の水循環配管２２の一部と、排水三方弁２７と、排水管２８とによって構成される洗浄運転回路２０Ｃにおいて、制御部８０の制御の下、洗浄運転を行い、貯湯タンク１１内の水を取り出して、活水器２６により活性化された水をガスクーラー３４に流通させて、ガスクーラー３４内部の水が流通する水流通配管３９を洗浄して、当該水流通配管３９に滞留したスケール成分を水と共に排水三方弁２７および排水管２８を介して水循環回路２０Ａから排出させて、活水器２６により活性化された水と置き換えることができる。この様に、上記実施の形態の構成によれば、活水器２６によりスケール成分の付着をし難くすると共に、制御部８０において洗浄運転を実行することによりスケール成分を水と共に排出させて、スケール成分の付着による水流通配管３９や水循環配管２０の閉塞を防止して、貯湯タンク１１とガスクーラー３４との間の水の円滑な循環を保ち、給湯装置１００の本質的な機能である貯湯運転を円滑に行わせることができる。
また、従来であれば、水に含まれるスケール成分の多い硬水地域では、軟水機等と共に給湯装置を設置して、ガスクーラー３４の水流通配管３９や水循環配管２０の閉塞を防止する必要があったが、上記の給湯装置１００によれば、軟水機等の特別な設備を別途設ける必要なく、硬水地域等にも当該給湯装置１００を設置することができる。
【００３４】
また、上記実施の形態によれば、貯湯運転の終了後に、洗浄運転を行う構成としているので、ガスクーラー３４により熱交換されて昇温した水が水循環回路２０Ａ内で冷めてスケール成分が析出する前に、スケール成分を含む水を排水三方弁２７に接続された排水管２８を介して水循環回路２０Ａから排水させることができ、当該給湯装置１００において、スケール成分の付着による水流通配管３９や水循環配管２０の閉塞をより未然に防止して、貯湯タンク１１とガスクーラー３４との間の水の円滑な循環を保つことができる。
【００３５】
また、上記実施の形態によれば、制御部８０は洗浄運転時に循環ポンプ２３を停止させて、貯湯タンク１１の下部１２に接続された給水管１４からの給水圧により貯湯タンク１１内から流出した水をガスクーラー３４の水流通配管３９に流通させるので、ガスクーラー３４に貯湯タンク１１内の水を流通させるための消費電力の削減を図ることができる。また、貯湯運転時に水循環回路２０Ａに設けられた循環ポンプ２３によってガスクーラー３４の水流通配管３９に流通させる水の流速に比して、貯湯タンク１１に印加された給水圧によってガスクーラー３４の水流通配管３９に流通させる水の流速を格段に速くすることができる。このため、ガスクーラー３４の水流通配管３９の内壁にスケール成分が付着した場合でも、給水圧による流速の速い水によりこのスケール成分を水流通配管３９や水循環配管２０の内壁から剥離させて、排出することができる。また、この様な速い流通速度を循環ポンプ２３により実現する場合の様に、能力の高い循環ポンプ２３を用意する必要がなく、給水圧を利用することでコストの増加を抑えることができる。
【００３６】
また、上記実施の形態によれば、貯湯タンク１１とガスクーラー３４の水流通配管３９の入口３９Ａとを接続する第一の水循環配管２１に活水器２６を設けることにより、活水器２６により活性化された水を時間を経ることなく、ガスクーラー３４に流入させることができる。また、貯湯タンク１１とガスクーラー３４の水流通配管３９の入口３９Ａとを接続する第一の水循環配管２１に活水器２６を設けることにより、ガスクーラー３４に、常に、活水器２６により活性化された水を流通させることができる。
【００３７】
また、上記実施の形態によれば、貯湯タンク１１とガスクーラー３４の水流通配管３９の出口３９Ｂとを接続する第二の水循環配管２２の途中部に排水三方弁２７を設け、この排水三方弁２７を切り換えることで、ガスクーラー３４において高温に昇温された水を貯湯タンク１１に戻すか、排水三方弁２７に接続された排水管２８を介して排水させるかを簡易に切り換えることができる。
【００３８】
また、上記実施の形態によれば、貯湯運転の終了後、常に、洗浄運転を行うことにより、スケール成分の堆積、スケール成分の付着を防止して、スケール成分の付着による水流通配管３９や水循環配管２０の閉塞を防止して、貯湯タンク１１とガスクーラー３４との間の水の円滑な循環を保つことができる。
【００３９】
但し、上記実施の形態は本発明の一態様であり、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において、適宜変更可能であるのは勿論である。
例えば、上記実施の形態では、貯湯運転の終了後、常に、洗浄運転が行われるものとして説明したが、図４に示す様に、所定の時間間隔で洗浄運転を行うようにしてもよい。上記の給湯装置１００では、ガスクーラー３４に流入する水は、常に、活水器２６により活性化された水としている。このため、貯湯運転後に、高温に昇温された水が冷める過程で、スケール成分が析出した場合でも、水流通配管３９や水循環配管２０の内壁に対するスケール成分が付着し難くなっている。従って、図３に示した様に貯湯運転の終了毎ではなく、図４に示す様に予め設定された所定の時間間隔で行ったとしても、スケール成分の付着等による水流通配管３９や水循環配管２０の閉塞を十分に防止することができる。但し、所定の時間間隔として、例えば、１００時間、３００時間、６００時間等の様に、予め設定しておくことができる。また、ユーザー等が台所リモコン８１や風呂リモコン８２を介して適宜この所定時間を設定することができる。この場合も、所定の時間が経過した後であって、貯湯運転の終了後に洗浄運転を行うことが好ましい。上述の通り、貯湯運転により昇温された水が冷める過程でスケール成分の析出が起こるためであり、析出したスケール成分が水流通配管３９や水循環配管２０の内壁に付着する前に、スケール成分を排出するためである。
【００４０】
以下、図４を参照して、洗浄運転を予め設定された所定の時間間隔で行う場合の給湯装置１００の動作を説明する。
制御部８０は、予め設定された所定時間が経過するまで待機する（ステップＳ１１）。ステップＳ１１において、この所定時間が経過したと判別した場合（ステップＳ１１；Ｙ）、次に、制御部８０は、所定時間経過後の初めての貯湯運転開始タイミングに至るまで待機する（ステップＳ１２）。
ステップＳ１２において、貯湯運転開始タイミングに至ったと判別した場合（ステップＳ１２；Ｙ）、制御部８０はヒートポンプユニット３０の制御部３７に制御信号を送り、圧縮機３１の駆動を開始させる（ステップＳ１３）。これと共に、制御部８０は循環ポンプ２３の駆動を開始させて、貯湯タンク１１内の水を水循環回路２０Ａに取り出して、ガスクーラー３４と貯湯タンク１１との間の水の循環を開始させて、貯湯運転を開始する（ステップＳ１３）。
ここで、貯湯運転の開始タイミングは、上記実施の形態と同様に、電力料金の安い深夜時間帯等や、貯湯タンク１１内の残湯量が第一の所定量以下となった場合等である。
【００４１】
次に、制御部８０は、予め設定された所定量の温水が貯湯タンク１１内に貯湯されたか否か判別することにより、現在、貯湯運転の終了タイミングであるか否かを判別する（ステップＳ１４）。ここで、貯湯運転の終了タイミングでない（ステップＳ１４；Ｎ）と判別された場合は、貯湯運転の終了タイミングとなるまで（ステップＳ１４；Ｙ）、貯湯運転が継続して行われる（ステップＳ１３）。
【００４２】
一方、貯湯運転の終了タイミングであると判別された場合（ステップＳ１４；Ｙ）、制御部８０は、ヒートポンプユニット３０の制御部３７に制御信号を送り、圧縮機３１の駆動を停止させると共に、循環ポンプ２３の駆動を停止させて、貯湯運転を終了させる（ステップＳ１５）。
【００４３】
次に、制御部８０は、図３のステップＳ５と同様に、排水三方弁２７を排水側に切り換える（ステップＳ１６）。そして、予め設定された所定時間（例えば、１０秒）が経過すると（ステップＳ１７；Ｙ）、制御部８０は、図３のステップＳ７と同様に、排水三方弁２７を、通常側に切り換える。そして、所定時間を計時するための、制御部８０に設けられた図示しない計時手段のカウントをゼロに戻し、再び所定時間が経過するまで待機する。
以上の様に、貯湯運転の終了後に、常に、洗浄運転をするのではなく、予め設定された所定時間毎に洗浄運転を実施する構成としてもよい。
また、貯湯運転終了後に常に洗浄運転を行うか、所定の時間間隔で洗浄運転を行うかを、台所リモコン８１や風呂リモコン８２等により、ユーザーが適宜設定可能に構成してもよい。
【００４４】
また、上記実施の形態では、活水器２６を第一の水循環配管２１において、循環ポンプ２３とガスクーラー３４の間に設けるものとして説明したが、活水器２６を設ける位置は、ガスクーラー３４に流入する水が活水器２６により活性化された水となる位置であれば、特に限定はない。例えば、貯湯タンク１１の下部１２に接続された給水管１４に設けても良い。但し、上記実施の形態の様に、第一の水循環配管２１において、貯湯タンク１１から流出した水がガスクーラー３４に流入する直前で活性化することにより、活性化された水を時間を経ることなく、ガスクーラー３４に流入させることができる。
【００４５】
また、排水三方弁２７および排水管２８を設ける位置は、タンクユニット１０に限定されるものではない。しかしながら、排水三方弁２７および排水管２８を貯湯タンク１１が設けられたタンクユニット１０に設けることにより、上述した洗浄運転においてガスクーラー３４の水流通配管３９に加えて、タンクユニット１０とヒートポンプユニット３０間を結ぶ水循環配管２０のスケール成分も効果的に排出することができる。
さらに、上記実施の形態では、第二の水循環配管２２に排水三方弁２７を設け、この排水三方弁２７に排水管２８を接続する構成としたが、当該構成に限定されるものではない。例えば、図５に示すように、排水三方弁２７に代えて、第二の水循環配管２２に排水管２８を直接接続し、この排水管２８に第一開閉弁（電磁弁）９０を設けるとともに、第二の水循環配管２２に第二開閉弁（電磁弁）９１を設け、この二つの開閉弁９０、９１を上記排水三方弁２７と同様な動作となるように、相互に開閉動作を行うようにしてもよい。具体的には、貯湯運転時には第二の水循環配管２２に設けられた第二開閉弁９１を開き、排水管２８に設けられた第一開閉弁９０を閉じて、循環ポンプ２３によりガスクーラー３４において昇温された高温の水を貯湯タンク１１に導くようにする。そして、洗浄運転時には、第二の水循環配管２２に設けられた第二開閉弁９１を閉じ、排水管２８に設けられた第一開閉弁９０を開き、循環ポンプ２３を停止させて、給水圧により、ガスクーラー３４の水流通配管３９に活水器２６により活性化された水を流通させた後に、排水管２８を介して排水するようにすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００４６】
【図１】本実施の形態の給湯装置の構成を示す回路図である。
【図２】本実施形態のヒートポンプユニットのヒートポンプ回路を示す図である。
【図３】本実施の形態の給湯装置の動作を示すフローチャートである。
【図４】本実施の形態の給湯装置の他の動作を示すフローチャートである。
【図５】排水手段の他の態様を示す図である。
【符号の説明】
【００４７】
１０ タンクユニット
１１ 貯湯タンク
１４ 給水管
２０ 水循環配管
２０Ａ 水循環回路
２０Ｃ 洗浄運転回路
２１ 第一の水循環配管
２２ 第二の水循環配管
２３ 循環ポンプ
２６ 活水器
２７ 排水三方弁（排水手段）
２８ 排水管
３０ ヒートポンプユニット
３１ 圧縮機
３２ 蒸発器
３３ 膨張弁（減圧装置）
３４ ガスクーラー
３９ 水流通配管
８０ 制御部
１００ 給湯装置
【技術分野】
【０００１】
本発明は、貯湯タンクと、圧縮機、ガスクーラー、減圧装置及び蒸発器を有したヒートポンプユニットとを備えた給湯装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、貯湯タンクと、圧縮機、ガスクーラー、減圧装置及び蒸発器を有したヒートポンプユニットとを備えた給湯装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。この種の給湯装置では、貯湯タンク内の低温の水を循環ポンプを介してガスクーラーに循環し、ガスクーラーで熱交換して昇温された高温の水を貯湯タンクに戻すことにより、お湯を沸かして貯湯タンク内に温水を貯湯する貯湯運転が行われている。
【特許文献１】特開２００２−２２３８９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ところで、水循環回路においてガスクーラー内で、当該水に含まれるシリカ、マグネシウム、カルシウムといったスケール成分が析出する場合がある。析出したスケール成分が水循環回路の配管の内壁に付着すると、スケール成分の付着量によっては、配管が閉塞し、貯湯タンクとガスクーラーとの間の水の循環が妨げられる場合があった。特に、ガスクーラーにおいて水が昇温するため、ガスクーラー内部の水流通経路においてスケール成分の析出が起こり易い。貯湯タンクとガスクーラーとの間の水の循環が妨げられると、当該給湯装置の本質的な機能である貯湯運転を行えないという不具合が生じる。
本発明の課題は、スケール成分の付着による配管の閉塞を防止して、貯湯タンクとガスクーラーとの間の水の円滑な循環を保つことのできる給湯装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
上記課題を解決するために、本発明の第一態様は、貯湯タンクと、圧縮機、ガスクーラー、減圧装置及び蒸発器を有したヒートポンプユニットと、を備え、前記貯湯タンク内の低温の水を循環ポンプを介して前記ガスクーラーに循環し、ガスクーラーで熱交換して昇温された高温の水を前記貯湯タンクに貯湯する貯湯運転を行う給湯装置において、前記ガスクーラーと前記貯湯タンクとの間の水循環回路に設けられ、前記ガスクーラーに流入する水に磁気的処理又は電気的処理を施して水を活性化する活水器と、前記貯湯タンク内の水を前記水循環回路に取り出して、前記活水器により活性化された水を、前記ガスクーラーに流通させて排水する排水手段と、を備えたことを特徴とする給湯装置を提供する。
上記構成によれば、活水器により水に磁気的処理又は電気的処理を施して水を活性化させて、当該水に含まれるシリカ、マグネシウム、カルシウムといったスケール成分が析出した場合でも、析出したスケール成分を水循環回路を構成する配管の内壁に付着しにくくすることができる。排水手段により、貯湯タンク内の水を前記水循環回路に取り出して、活水器により活性化された水をガスクーラーに流通させて、ガスクーラー内部の水が流通する配管部分を洗浄して、当該部分に滞留したスケール成分を水と共に排出させて、活性化された水と置き換えることができる。以上の様に、上記構成では、活水器によりスケール成分の付着をし難くすると共に、排水手段によりスケール成分を水と共に排出させて、スケール成分の付着による配管の閉塞を防止して、貯湯タンクとガスクーラーとの間の水の円滑な循環を保ち、給湯装置の本質的な機能である貯湯運転を円滑に行わせることができる。
但し、活水器を設ける位置は、ガスクーラーに流入する水が活水器により活性化された水となる位置であれば、特に限定はなく、貯湯タンクとガスクーラーの流入側とを接続する水循環配管部分は勿論、貯湯タンクに給水管を接続して給水管により市水等を供給する構成とする場合にこの給水管部分に活水器を設けてもよい。
【０００５】
本発明の第二態様は、上記第一態様において、前記貯湯運転の終了後に、前記排水手段により排水されること、を特徴とする。
上記構成によれば、貯湯運転の終了後に、ガスクーラーにより熱交換されて昇温した水が水循環回路内で冷めてスケール成分が析出する前に、スケール成分を含む水を排水手段により排水させることができ、当該給湯装置において、スケール成分の付着による配管の閉塞をより未然に防止して、貯湯タンクとガスクーラーとの間の水の円滑な循環を保つことができる。
【０００６】
本発明の第三態様は、上記第一態様又は第二態様において、前記貯湯タンクには、給水管が接続され、前記排水手段により排水する際には、前記循環ポンプを停止して、前記給水管からの給水圧により前記貯湯タンク内から流出した水を前記ガスクーラーに流通させること、を特徴とする。
上記構成によれば、排水手段により排水する際には、循環ポンプを停止させて、給水管からの給水圧により貯湯タンク内から流出した水をガスクーラーに流通させるので、ガスクーラーに貯湯タンク内の水を流通させるための消費電力の削減を図ることができる。また、貯湯運転時に循環ポンプによってガスクーラー内に流通される水の流速に比して、給水圧によってガスクーラー内に流通させる水の流速を格段に速くすることができる。このため、ガスクーラー内部の水が流通する配管の内壁にスケール成分が付着した場合でも、給水圧による流速の速い水によりこのスケール成分を配管の内壁から剥離させて、排出することができる。また、この様な速い流通速度を循環ポンプにより実現する場合の様に、能力の高い循環ポンプを用意する必要がなく、給水圧を利用することでコストの増加を抑えることができる。
【０００７】
本発明の第四態様は、上記第一態様〜第三態様のいずれか一の態様において、前記活水器は、前記貯湯タンクと前記ガスクーラーの流入側とを接続する水循環配管に設けられること、を特徴とする。
上記構成によれば、貯湯タンクとガスクーラーの流入側とを接続する水循環配管に活水器を設けることにより、活水器により活性化された水を時間を経ることなく、ガスクーラーに流入させることができる。
【０００８】
本発明の第五態様は、上記第一態様〜第四態様のいずれか一の態様において、前記排水手段は、前記貯湯タンクと前記ガスクーラーの水流通経路の出口側とを接続する水循環配管に設けられた排水三方弁を有し、当該排水三方弁を切り替えることにより、当該排水三方弁に接続された排水管を介して前記ガスクーラーの水流通経路から流出した水を排水すること、を特徴とする。
上記構成によれば、貯湯タンクとガスクーラーの水流通経路の出口側とを接続する水循環配管に排水三方弁を設け、この排水三方弁を切り換えることで、ガスクーラーにおいて高温に昇温された水を貯湯タンクに戻すか、排水三方弁に接続された排水管を介して排水させるかを簡易に切り換えることができる。
【０００９】
本発明の第六態様は、上記第一態様〜第五態様のいずれか一の態様において、前記排水手段により、所定の時間間隔で排水されること、を特徴とする。
上記構成によれば、排水手段により、所定の時間間隔で貯湯タンクの水を取り出して、活水器により活性化された水をガスクーラーに流通させた後、排水することにより、時間の経過と共にスケール成分が析出した場合でも、所定の時間間隔毎に析出したスケール成分を水と共に排出させて、スケール成分の堆積、スケール成分の付着を防止して、スケール成分の付着による配管の閉塞を防止して、貯湯タンクとガスクーラーとの間の水の円滑な循環を保つことができる。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、スケール成分が析出した場合でも、活水器によりスケール成分の付着をし難くすると共に、排水手段によりスケール成分を水と共に排出させて、スケール成分の付着による配管の閉塞を防止して、貯湯タンクとガスクーラーとの間の水の円滑な循環を保つことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、図面を参照して本発明の実施形態について説明する。
図１に、本発明の実施の形態の給湯装置１００の構成を示す。本実施の形態の給湯装置１００は、家庭用の貯湯式の給湯装置として構成されている。図１に示す様に、給湯装置１００は、温水を貯留する貯湯タンク１１を収容するタンクユニット１０と、貯湯タンク１１と水循環配管２０により接続されて、貯湯タンク１１内の低温の水を昇温するヒートポンプユニット３０を備えている。貯湯タンク１１の下部１２に貯留する低温の水は、水循環配管２０によりヒートポンプユニット３０に流入される。ヒートポンプユニット３０において、後述するガスクーラー３４で冷媒と熱交換を行うことにより昇温されて高温となった温水は、水循環配管２０を介して貯湯タンク１１の上部１３から貯湯タンク１１内に戻される。給湯装置１００では、この様に水循環配管２０により接続された貯湯タンク１１とヒートポンプユニット３０との間の水循環回路２０Ａにおいて、水を循環させながら水を昇温し、貯湯タンク１１内に高温の水（温水）を貯湯する貯湯運転を行う。そして、貯湯タンク１１内の温水は、貯湯タンク１１の上部１３に接続された給湯配管４０を介して風呂１０１や図示しないシャワー及び蛇口等に給湯される。なお、水循環回路２０Ａの構成については後述する。
【００１２】
ここで、図２を参照して、ヒートポンプユニット３０の構成を説明する。
ヒートポンプユニット３０は、図２に示す様に、圧縮機３１、蒸発器３２、減圧装置としての膨張弁３３及びガスクーラー３４を備え、これらは冷媒配管３５により接続されてヒートポンプ回路３６を構成している。本実施の形態のヒートポンプ回路３６は、冷媒として二酸化炭素を用いた超臨界ヒートポンプ回路である。また、ヒートポンプユニット３０には、ヒートポンプユニット３０が備える圧縮機３１、膨張弁３３等の動作を制御して、ヒートポンプユニット３０の運転を制御するための制御部３７が設けられている。
【００１３】
ガスクーラー３４は、冷媒配管３５と接続され、冷媒が流通する冷媒流通配管３８と、水循環配管２０が接続され、水が流通する水流通配管３９とを備えている。
冷媒流通配管３８の入口３８Ａには、圧縮機３１の冷媒吐出管３５Ａ（３５）が接続されており、圧縮機３１において圧縮された高温高圧の冷媒がガスクーラー３４内に流入する様に構成されている。また、冷媒流通配管３８の出口３８Ｂには冷媒配管３５Ｂ（３５）を介して膨張弁３３が接続されており、ガスクーラー３４の内部を冷媒流通配管３８を介して流通した冷媒は膨張弁３３に流入するように構成されている。
一方、水流通配管３９の入口３９Ａは貯湯タンク１１の下部１２と、第一の水循環配管２１（水循環配管２０）を介して接続され、水流通配管３９の出口３９Ｂは貯湯タンク１１の上部１３と第二の水循環配管２２（水循環配管２０）を介して接続される。貯湯運転が行われる際に、ガスクーラー３４では、冷媒流通配管３８を流れる冷媒と、水流通配管３９を流れる水との熱交換が行われるが、この際、冷媒と水とが対向流となる様になっている。すなわち、水流通配管３９において水が流通する方向は、冷媒流通配管３８において冷媒が流通する方向と対向するようになっている。
従って、ガスクーラー３４で、水と熱交換を行うことにより放熱した冷媒は、膨張弁３３を通過する過程で減圧された後、蒸発器３２に流入する。冷媒はこの蒸発器３２において周囲の空気から熱を汲み上げて、すなわち、周囲の熱を奪って蒸発する。その後、冷媒は蒸発器３２から出て圧縮機３１に吸込まれるサイクルを繰り返す。
【００１４】
貯湯タンク１１と、ガスクーラー３４とは、第一の水循環配管２１と、第二の水循環配管２２とにより接続されて、第一の水循環配管２１に設けられた循環ポンプ２３により貯湯タンク１１内の水が、第一の水循環配管２１を介してガスクーラー３４の水流通配管３９に流入し、ガスクーラー３４で熱交換されて昇温した水が第二の水循環配管２２を介して貯湯タンク１１の上部１３に戻される水循環回路２０Ａを構成している。
【００１５】
次に、前掲の図１を参照して、タンクユニット１０の構成を説明する。
タンクユニット１０は、上述の貯湯タンク１１の他、上記給湯配管４０を含む給湯回路４０Ａと、追焚用水循環回路７０Ａと、凍結防止回路２０Ｂと、洗浄運転回路２０Ｃとを備えている。また、貯湯タンク１１の下部１２には、給水管１４と、排水管１５とが接続されている。更に、タンクユニット１０は、水循環回路２０Ａ、給湯回路４０Ａ及び追焚用水循環回路７０Ａにそれぞれ設けられる循環ポンプ２３、５３、７３や後述する三方弁２４、排水三方弁２７（排水手段、排水弁）等の動作を制御する制御部８０を備えている。
以下、タンクユニット１０の構成を、給水管１４、排水管１５、給湯回路４０Ａ、追焚用水循環回路７０Ａ、凍結防止回路２０Ｂと、洗浄運転回路２０Ｃと、制御部８０の順に説明する。なお、凍結防止回路２０Ｂと、洗浄運転回路２０Ｃとは、水循環回路２０Ａの一部として構成される。
【００１６】
給水管１４は減圧弁１４Ａを備え、給湯等により貯湯タンク１１内の温水が使用されて水位が低下した場合に、常温の市水を減圧弁１４Ａにより給水圧力を所定の圧力、例えば、１７０ｋＰａ（約１．７ｋｇｆ／ｃｍ２）に下げた状態で貯湯タンク１１に貯湯タンク１１の下部１２から供給する。また、貯湯タンク１１と給水管１４との接続口には逆止弁１４Ｂが設けられ、減圧弁１４Ａの上流側にも逆止弁１４Ｃが設けられている。これらの逆止弁１４Ｂ、１４Ｃは、給水管１４に接続される給水源（図示略）から貯湯タンク１１に向かう方向を順方向とする逆止弁である。給水管１４から貯湯タンク１１には、常時、給水源からの給水が可能に構成されており、貯湯タンク１１には常に給水圧が印加されている。但し、本実施の形態の場合、減圧弁１４Ａにより所定の圧力に減圧された後の給水圧が印加されている。貯湯タンク１１内の水量は常に満量とされている。給湯等により貯湯タンク１１内の水が使用された場合、給水圧により当該給水管１４を介して常温の市水が供給される。なお、貯湯タンク１１の容量は、３７０リットル程度〜４６０リットル程度である。本実施の形態では、３７０リットル程度の容量を有するものとする。
【００１７】
排水管１５は排水弁１５Ａを介して貯湯タンク１１の下部１２に接続された第一の水循環配管２１（水循環配管２０）に接続されており、排水弁１５Ａを開くことにより、貯湯タンク１１内の温水を外部に排水することができる。但し、貯湯運転時、この排水弁１５Ａの弁開方向は、第一の水循環配管２１により、貯湯タンク１１の下部１２に貯留された水がガスクーラー３４の水流通配管３９の入口３０Ａに流入するように、手動、若しくは制御部８０により制御されている。
【００１８】
給湯回路４０Ａは、貯湯タンク１１の上部１３に接続された給湯配管４０を介して貯湯タンク１１から出湯された温水と、給水管１４により供給される常温の市水とを混合して所望の温度に調整して、風呂１０１、シャワー、蛇口等に給湯するものである。
給湯配管４０は、分岐点４１において、風呂１０１に給湯するための風呂給湯側配管５０と、シャワーや蛇口等に給湯するための蛇口給湯側配管６０とに分岐している。
【００１９】
風呂給湯側配管５０は風呂１０１の給湯口１０１Ａに接続されている。風呂給湯側配管５０には、上記の分岐点４１と、風呂１０１の給湯口１０１Ａとの間に、注湯混合弁５１、注湯弁５２、風呂ポンプ５３が設けられている。これらは、図示しない制御線等を介して制御部８０に接続されている。風呂給湯側配管５０には、注湯混合弁５１を介して給水管１４において、逆止弁１４Ｂと、減圧弁１４Ａとの間で分岐した第一給水分岐管１４１が接続されている。注湯混合弁５１は、制御部８０の制御の下、風呂リモコン８２を介してユーザーにより設定された風呂給湯温度となるように、給湯配管４０を介して貯湯タンク１１の上部１３から出湯された温水と、第一給水分岐管１４１から給水される常温の市水とを混合する。注湯弁５２は、大気開放弁となっており、風呂１０１側から逆流した温水を大気に逃がすことができる。風呂ポンプ５３は、風呂１０１の追焚きを行う際に、風呂１０１内の風呂水を汲み上げる際に用いられるものである。なお、この風呂ポンプ５３については後述する。
【００２０】
一方、蛇口給湯側配管６０は、図示しないシャワーや蛇口等に接続される。蛇口給湯側配管６０には、上述の分岐点４１と、シャワーや蛇口等との間に、給湯混合弁６１が設けられている。蛇口給湯側配管６０には、給湯混合弁６１を介して、第一給水分岐管１４１から更に分岐した第二給水分岐管１４２が接続されている。給湯混合弁６１は、制御部８０の制御の下、台所リモコン８１を介してユーザーにより設定された蛇口給湯温度となる様に、給湯配管４０を介して出湯された温水と、第二給水分岐管１４２から給水される常温の市水とを混合する。
なお、以上説明した給湯回路４０Ａにおいて、給湯配管４０には、分岐点４１の上流側に逃し弁４２が接続されており、貯湯タンク１１内の圧力が一定圧力以上になった場合、この逃し弁４２を介して一定圧力以上の圧を逃がすことができる。
【００２１】
次に、追焚用水循環回路７０Ａの構成を説明する。追焚用水循環回路７０Ａにおいて、貯湯タンク１１内の高温の温水と、風呂１０１から汲み上げられた風呂水とが熱交換を行うことにより、風呂水が昇温されて、風呂１０１の追焚きが行われる。
追焚用水循環回路７０Ａは、貯湯タンク１１の上部１３と中央部１６とを接続する追焚用水循環配管７１と、追焚用水循環配管７１に設けられる追焚用熱交換器７２と、追焚加熱ポンプ７３とを備えている。追焚加熱ポンプ７３により、追焚用水循環配管７１を介して貯湯タンク１１の上部１３から出湯された温水が、貯湯タンク１１の中央部１６から貯湯タンク１１内に戻される。なお、追焚用水循環配管７１は逆止弁７１Ａを介して貯湯タンク１１の中央部１６に接続されている。
【００２２】
また、追焚用熱交換器７２には、風呂水循環回路７４が接続されている。風呂水循環回路７４は、風呂給湯側配管５０に接続される風呂水往管７５と、風呂１０１に設けられた他の給湯口１０１Ｂに接続される風呂水戻管７６とが接続されている。制御部８０の制御の下、風呂１０１の追焚きが開始されると、風呂ポンプ５３が動作を開始し、風呂１０１内の風呂水が風呂水往管７５を介して追焚用熱交換器７２に流入される。一方、制御部８０の制御の下、追焚加熱ポンプ７３も動作を開始し、追焚用水循環配管７１を介して貯湯タンク１１内の温水が追焚用熱交換器７２に流入する。追焚用熱交換器７２において、貯湯タンク１１の上部１３から流入した高温の水と、風呂１０１から汲み出された風呂水とが熱交換される。そして、熱交換により昇温された風呂水は風呂水戻管７６および給湯口１０１Ｂを介して風呂１０１に戻される。一方、追焚用熱交換器７２において風呂水と熱交換されて中温となった貯湯タンク１１内の温水は、追焚用水循環配管７１を通じて貯湯タンク１１の中央部１６から貯湯タンク１１に戻される。
【００２３】
また、本実施の形態の給湯装置１００は、冬季等、ヒートポンプユニット３０の運転停止時に、水循環配管２０の凍結を防止するために、水循環回路２０Ａには温水をヒートポンプユニット３０側で循環させる凍結防止回路２０Ｂが設けられている。凍結防止回路２０Ｂは、図１に示す様に、第一の水循環配管２１において、排水弁１５Ａと循環ポンプ２３との間に設けられた三方弁２４と、この三方弁２４と、第二の水循環配管２２とに接続される凍結防止配管２５とによって構成される。貯湯運転時、この三方弁２４の弁開方向は貯湯タンク１１の下部１２に貯留された水がガスクーラー３４の水流通配管３９の入口３９Ａに流入するように、制御部８０により制御されている。凍結防止運転時には、制御部８０により、凍結防止配管２５と、第一の水循環配管２１のガスクーラー３４の水流通配管３９の入口３９Ａとが連通するように、弁開方向が切り換えられる。制御部８０の制御の下、凍結防止運転時は、ヒートポンプユニット３０を運転し、循環ポンプ２３により、三方弁２４、循環ポンプ２３、ガスクーラー３４、第二の水循環配管２２、凍結防止配管２５、三方弁２４の順に温水が循環される。これにより、水循環配管２０の凍結が防止される。
【００２４】
また、水循環回路２０Ａには、洗浄運転回路２０Ｃが設けられている。給湯装置１００において給湯運転を行うと、ガスクーラー３４の水流通配管３９と貯湯タンク１１の上部１３とを接続する第二の水循環配管２２との内部を、高温に昇温された水が流れる。この高温に昇温された水の温度は、貯湯運転の終了後、水流通配管３９および第二の水循環配管２２の内部で徐々に低下する。特に、８０℃〜６０℃の温度範囲に水の温度が昇温されたときにＣａやＭｇといったスケール成分の析出が起こりやすく、シリカは水温が低下する過程で析出しやすい。これは、シリカ（ＳｉＯ２）等の一般の結晶物は水温の低下と共に溶解度も低下するのに対し、ＣａやＭｇ等のスケール成分は、水温の上昇と共に溶解度が低下する傾向にあるためである。貯湯運転時には、ガスクーラー３４の水流通配管３９の銅管壁面が８５℃以上に昇温されるために、この水流通配管３９内部でＣａやＭｇといったスケール成分が析出しやすい。これらの析出したスケール成分により、水流通配管３９の内壁等が閉塞されると、貯湯タンク１１とガスクーラー３４との間の水の循環が妨げられ、給湯装置１００において貯湯運転を行うことができないという不具合が生じる。そこで、本実施の形態の給湯装置１００は、洗浄運転回路２０Ｃを備え、貯湯運転の終了後等に洗浄運転を行うことにより、水流通配管３９を含む水循環回路２０Ａを構成する水循環配管２０内で析出したスケール成分を水循環回路２０Ａから水とともに排出させて、スケール成分の付着による水流通配管３９や水循環配管２０の閉塞を防止している。
【００２５】
洗浄運転回路２０Ｃは、図１に示す様に、第一の水循環配管２１において、循環ポンプ２３と、ガスクーラー３４の水流通配管３９の入口３９Ａとの間に設けられた活水器２６と、第二の水循環配管２２において、ガスクーラー３４の水流通配管３９の出口３９Ｂと、貯湯タンク１１との間に設けられた排水三方弁２７とを備えている。
【００２６】
活水器２６は、ガスクーラー３４に流入する水に磁気的処理又は電気的処理を施して、水を活性化するものである。ここで、ガスクーラー３４に流入する水に磁気的処理又は電気的処理を施して、水を活性化するとは、例えば、ガスクーラー３４に流入する水に磁界又は電界を与えて導体としての水分子の帯電状態や水素イオン指数を変化させ、水分子の巨大クラスターを微細分化して、水のエネルギー運動を活発化させることを指す。この様に、水を活性化させることで、スケール成分が析出した場合でも、析出したスケール成分を水循環回路２０Ａを構成する配管の内壁に付着し難くすることができる。
排水三方弁２７には、排水管２８が接続されている。図１に示す様に、排水三方弁２７及び排水管２８は、タンクユニット１０に収容されている。貯湯運転時、排水三方弁２７は、ガスクーラー３４の水流通配管３９の出口３９Ｂから流出した高温の水を貯湯タンク１１の上部１３に向かって流れる様に、制御部８０により弁開方向が制御されている。そして、洗浄運転を行う際に、制御部８０により、この排水三方弁２７の弁開方向が切り換えられ、ガスクーラー３４の水流通配管３９の出口３９Ｂから流出した水が排水三方弁２７に接続された排水管２８を介して、水循環回路２０Ａから排水されるように制御される。
【００２７】
次に、制御部８０について説明する。
制御部８０は、図示しないＣＰＵ、ＲＡＭ、ＲＯＭ等を備えている。制御部８０はＲＯＭに予め記憶されている貯湯運転プログラムや洗浄運転プログラム等の制御プログラムおよび制御用データに基づいて、ＲＡＭの一部を作業領域として、貯湯運転や洗浄運転時、ＣＰＵにより給湯装置１００に設けられた上記各種弁の切り替えや循環ポンプ２３等をコンピューター制御により制御する。また、制御部８０は、ヒートポンプユニット３０の制御手段に制御信号を送信して、ヒートポンプユニット３０の運転を制御する。制御部８０には上述の台所リモコン８１及び風呂リモコン８２が接続されている。ユーザーは台所リモコン８１を介して、台所における給湯温度の設定等の各種の操作を行うことができる。また、ユーザーは風呂リモコン８２を介して風呂１０１の自動給湯、給湯温度の設定、追焚きの指示等の各種の操作を行うことができる。また、ユーザーは、この台所リモコン８１又は風呂リモコン８２を介して、次に説明する洗浄運転機能のオン／オフを設定することができる。
【００２８】
次に、図３を参照して、洗浄運転プログラム等に従って制御部８０により実行される給湯装置１００の洗浄運転を含む動作を説明する。
制御部８０は、まず、現在、貯湯運転の開始タイミングであるか否かを判別する（ステップＳ１）。
ここで、当該給湯装置１００では、ユーザーが電力会社と所定の時間帯別電灯契約を結ぶことなどにより、電力料金の安い深夜時間帯等に給湯運転を行う様に設定されている。また、深夜時間帯以外の時間帯においても、貯湯タンク１１の残湯量が予め設定された第一の所定量より低下すると貯湯運転を開始し、残湯量が第二の所定量以上になると当該貯湯運転を停止するように制御される。なお、本実施の形態において、貯湯タンク１１のタンク容量は３７０リットル程度とされており、貯湯タンク１１の残湯量が１００リットルを第一の所定量とし、１５０リットルを第二の所定量としている。すなわち、貯湯タンク１１の上部１３に貯留された高温の水（温水）の量が給湯により減少して、第一の所定量以下となった場合には、深夜時間帯以外であっても、第二の所定量以上の温水が貯湯されるまで貯湯運転が行われる。
【００２９】
ステップＳ１において、現在、貯湯運転の開始タイミングであると判別した場合（ステップＳ１；Ｙ）、制御部８０はヒートポンプユニット３０の制御部３７に制御信号を送り、圧縮機３１の駆動を開始させる（ステップＳ２）。これと共に、制御部８０は循環ポンプ２３の駆動を開始させて、貯湯タンク１１内の水を水循環回路２０Ａに取り出して、ガスクーラー３４と貯湯タンク１１との間の水の循環を開始させて、貯湯運転を開始する（ステップＳ２）。
次に、制御部８０は、予め設定された所定量の温水が貯湯タンク１１内に貯湯されたか否か判別することにより、現在、貯湯運転の終了タイミングであるか否かを判別する（ステップＳ３）。ここで、貯湯運転の終了タイミングでない（ステップＳ３；Ｎ）と判別された場合は、貯湯運転の終了タイミングとなるまで（ステップＳ３；Ｙ）、貯湯運転が継続して行われる（ステップＳ２）。
【００３０】
一方、貯湯運転の終了タイミングであると判別された場合（ステップＳ３；Ｙ）、制御部８０は、ヒートポンプユニット３０の制御部３７に制御信号を送り、圧縮機３１の駆動を停止させると共に、循環ポンプ２３の駆動を停止させて、貯湯運転を終了させる（ステップＳ４）。
【００３１】
次に、制御部８０は、排水三方弁２７を排水側に切り換える（ステップＳ５）。具体的には、ガスクーラー３４の水流通配管３９の出口３９Ｂから流出した水が排水管２８を介して排水されるように、排水三方弁２７の弁開方向を切り換える。これにより、貯湯タンク１１の下部１２に接続された給水管１４を介して、貯湯タンク１１に印加されている給水圧によって、貯湯タンク１１の下部１２に貯留している低温の水が第一の水循環配管２１を介して、ガスクーラー３４の水流通配管３９の入口３９Ａに流入する。このとき、活水器２６を通過して、活水器２６により活性化された水がガスクーラー３４の水流通配管３９に流入する。そして、水流通配管３９内を給水圧により流通して、出口３９Ｂから流出した水は、排水三方弁２７に接続された排水管２８を介して水循環回路２０Ａから排水される。
【００３２】
そして、予め設定された所定時間（例えば、１０秒）が経過すると（ステップＳ６；Ｙ）、制御部８０は、排水三方弁２７を、通常側に切り換える。すなわち、制御部８０は、排水三方弁２７の弁開方向を貯湯運転を行う際の弁開方向に切り替え、ガスクーラー３４の水流通配管３９から流出する水が貯湯タンク１１の上部１３に向かって流れるようにする（ステップＳ７）。但し、洗浄運転を１０秒間行うことで、本実施の給湯装置１００において、貯湯タンク１１内の水が２リットル程度排水される。なお、排水された量に相当する水が給水管１４を介して給水される。
以上のステップＳ５〜Ｓ７による洗浄運転により、貯湯運転後に水流通配管３９や第二の水循環配管２２内に滞留する高温の水は、排水三方弁２７に接続された排水管２８を介して水循環回路２０Ａから排水され、スケール成分の析出が起こりやすい水流通配管３９内の水は活水器２６により活性化された低温の水に置き換えられる。
【００３３】
以上説明した上記実施の形態によれば、活水器２６により水に磁気的処理又は電気的処理を施して水を活性化させて、当該水に含まれるシリカ、マグネシウム、カルシウムといったスケール成分が析出した場合でも、析出したスケール成分を水循環回路２０Ａを構成する水流通配管３９や水循環配管２０の内壁に付着しにくくすることができる。また、第一の水循環配管２１と、活水器２６と、ガスクーラー３４の水流通配管３９と、第二の水循環配管２２の一部と、排水三方弁２７と、排水管２８とによって構成される洗浄運転回路２０Ｃにおいて、制御部８０の制御の下、洗浄運転を行い、貯湯タンク１１内の水を取り出して、活水器２６により活性化された水をガスクーラー３４に流通させて、ガスクーラー３４内部の水が流通する水流通配管３９を洗浄して、当該水流通配管３９に滞留したスケール成分を水と共に排水三方弁２７および排水管２８を介して水循環回路２０Ａから排出させて、活水器２６により活性化された水と置き換えることができる。この様に、上記実施の形態の構成によれば、活水器２６によりスケール成分の付着をし難くすると共に、制御部８０において洗浄運転を実行することによりスケール成分を水と共に排出させて、スケール成分の付着による水流通配管３９や水循環配管２０の閉塞を防止して、貯湯タンク１１とガスクーラー３４との間の水の円滑な循環を保ち、給湯装置１００の本質的な機能である貯湯運転を円滑に行わせることができる。
また、従来であれば、水に含まれるスケール成分の多い硬水地域では、軟水機等と共に給湯装置を設置して、ガスクーラー３４の水流通配管３９や水循環配管２０の閉塞を防止する必要があったが、上記の給湯装置１００によれば、軟水機等の特別な設備を別途設ける必要なく、硬水地域等にも当該給湯装置１００を設置することができる。
【００３４】
また、上記実施の形態によれば、貯湯運転の終了後に、洗浄運転を行う構成としているので、ガスクーラー３４により熱交換されて昇温した水が水循環回路２０Ａ内で冷めてスケール成分が析出する前に、スケール成分を含む水を排水三方弁２７に接続された排水管２８を介して水循環回路２０Ａから排水させることができ、当該給湯装置１００において、スケール成分の付着による水流通配管３９や水循環配管２０の閉塞をより未然に防止して、貯湯タンク１１とガスクーラー３４との間の水の円滑な循環を保つことができる。
【００３５】
また、上記実施の形態によれば、制御部８０は洗浄運転時に循環ポンプ２３を停止させて、貯湯タンク１１の下部１２に接続された給水管１４からの給水圧により貯湯タンク１１内から流出した水をガスクーラー３４の水流通配管３９に流通させるので、ガスクーラー３４に貯湯タンク１１内の水を流通させるための消費電力の削減を図ることができる。また、貯湯運転時に水循環回路２０Ａに設けられた循環ポンプ２３によってガスクーラー３４の水流通配管３９に流通させる水の流速に比して、貯湯タンク１１に印加された給水圧によってガスクーラー３４の水流通配管３９に流通させる水の流速を格段に速くすることができる。このため、ガスクーラー３４の水流通配管３９の内壁にスケール成分が付着した場合でも、給水圧による流速の速い水によりこのスケール成分を水流通配管３９や水循環配管２０の内壁から剥離させて、排出することができる。また、この様な速い流通速度を循環ポンプ２３により実現する場合の様に、能力の高い循環ポンプ２３を用意する必要がなく、給水圧を利用することでコストの増加を抑えることができる。
【００３６】
また、上記実施の形態によれば、貯湯タンク１１とガスクーラー３４の水流通配管３９の入口３９Ａとを接続する第一の水循環配管２１に活水器２６を設けることにより、活水器２６により活性化された水を時間を経ることなく、ガスクーラー３４に流入させることができる。また、貯湯タンク１１とガスクーラー３４の水流通配管３９の入口３９Ａとを接続する第一の水循環配管２１に活水器２６を設けることにより、ガスクーラー３４に、常に、活水器２６により活性化された水を流通させることができる。
【００３７】
また、上記実施の形態によれば、貯湯タンク１１とガスクーラー３４の水流通配管３９の出口３９Ｂとを接続する第二の水循環配管２２の途中部に排水三方弁２７を設け、この排水三方弁２７を切り換えることで、ガスクーラー３４において高温に昇温された水を貯湯タンク１１に戻すか、排水三方弁２７に接続された排水管２８を介して排水させるかを簡易に切り換えることができる。
【００３８】
また、上記実施の形態によれば、貯湯運転の終了後、常に、洗浄運転を行うことにより、スケール成分の堆積、スケール成分の付着を防止して、スケール成分の付着による水流通配管３９や水循環配管２０の閉塞を防止して、貯湯タンク１１とガスクーラー３４との間の水の円滑な循環を保つことができる。
【００３９】
但し、上記実施の形態は本発明の一態様であり、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において、適宜変更可能であるのは勿論である。
例えば、上記実施の形態では、貯湯運転の終了後、常に、洗浄運転が行われるものとして説明したが、図４に示す様に、所定の時間間隔で洗浄運転を行うようにしてもよい。上記の給湯装置１００では、ガスクーラー３４に流入する水は、常に、活水器２６により活性化された水としている。このため、貯湯運転後に、高温に昇温された水が冷める過程で、スケール成分が析出した場合でも、水流通配管３９や水循環配管２０の内壁に対するスケール成分が付着し難くなっている。従って、図３に示した様に貯湯運転の終了毎ではなく、図４に示す様に予め設定された所定の時間間隔で行ったとしても、スケール成分の付着等による水流通配管３９や水循環配管２０の閉塞を十分に防止することができる。但し、所定の時間間隔として、例えば、１００時間、３００時間、６００時間等の様に、予め設定しておくことができる。また、ユーザー等が台所リモコン８１や風呂リモコン８２を介して適宜この所定時間を設定することができる。この場合も、所定の時間が経過した後であって、貯湯運転の終了後に洗浄運転を行うことが好ましい。上述の通り、貯湯運転により昇温された水が冷める過程でスケール成分の析出が起こるためであり、析出したスケール成分が水流通配管３９や水循環配管２０の内壁に付着する前に、スケール成分を排出するためである。
【００４０】
以下、図４を参照して、洗浄運転を予め設定された所定の時間間隔で行う場合の給湯装置１００の動作を説明する。
制御部８０は、予め設定された所定時間が経過するまで待機する（ステップＳ１１）。ステップＳ１１において、この所定時間が経過したと判別した場合（ステップＳ１１；Ｙ）、次に、制御部８０は、所定時間経過後の初めての貯湯運転開始タイミングに至るまで待機する（ステップＳ１２）。
ステップＳ１２において、貯湯運転開始タイミングに至ったと判別した場合（ステップＳ１２；Ｙ）、制御部８０はヒートポンプユニット３０の制御部３７に制御信号を送り、圧縮機３１の駆動を開始させる（ステップＳ１３）。これと共に、制御部８０は循環ポンプ２３の駆動を開始させて、貯湯タンク１１内の水を水循環回路２０Ａに取り出して、ガスクーラー３４と貯湯タンク１１との間の水の循環を開始させて、貯湯運転を開始する（ステップＳ１３）。
ここで、貯湯運転の開始タイミングは、上記実施の形態と同様に、電力料金の安い深夜時間帯等や、貯湯タンク１１内の残湯量が第一の所定量以下となった場合等である。
【００４１】
次に、制御部８０は、予め設定された所定量の温水が貯湯タンク１１内に貯湯されたか否か判別することにより、現在、貯湯運転の終了タイミングであるか否かを判別する（ステップＳ１４）。ここで、貯湯運転の終了タイミングでない（ステップＳ１４；Ｎ）と判別された場合は、貯湯運転の終了タイミングとなるまで（ステップＳ１４；Ｙ）、貯湯運転が継続して行われる（ステップＳ１３）。
【００４２】
一方、貯湯運転の終了タイミングであると判別された場合（ステップＳ１４；Ｙ）、制御部８０は、ヒートポンプユニット３０の制御部３７に制御信号を送り、圧縮機３１の駆動を停止させると共に、循環ポンプ２３の駆動を停止させて、貯湯運転を終了させる（ステップＳ１５）。
【００４３】
次に、制御部８０は、図３のステップＳ５と同様に、排水三方弁２７を排水側に切り換える（ステップＳ１６）。そして、予め設定された所定時間（例えば、１０秒）が経過すると（ステップＳ１７；Ｙ）、制御部８０は、図３のステップＳ７と同様に、排水三方弁２７を、通常側に切り換える。そして、所定時間を計時するための、制御部８０に設けられた図示しない計時手段のカウントをゼロに戻し、再び所定時間が経過するまで待機する。
以上の様に、貯湯運転の終了後に、常に、洗浄運転をするのではなく、予め設定された所定時間毎に洗浄運転を実施する構成としてもよい。
また、貯湯運転終了後に常に洗浄運転を行うか、所定の時間間隔で洗浄運転を行うかを、台所リモコン８１や風呂リモコン８２等により、ユーザーが適宜設定可能に構成してもよい。
【００４４】
また、上記実施の形態では、活水器２６を第一の水循環配管２１において、循環ポンプ２３とガスクーラー３４の間に設けるものとして説明したが、活水器２６を設ける位置は、ガスクーラー３４に流入する水が活水器２６により活性化された水となる位置であれば、特に限定はない。例えば、貯湯タンク１１の下部１２に接続された給水管１４に設けても良い。但し、上記実施の形態の様に、第一の水循環配管２１において、貯湯タンク１１から流出した水がガスクーラー３４に流入する直前で活性化することにより、活性化された水を時間を経ることなく、ガスクーラー３４に流入させることができる。
【００４５】
また、排水三方弁２７および排水管２８を設ける位置は、タンクユニット１０に限定されるものではない。しかしながら、排水三方弁２７および排水管２８を貯湯タンク１１が設けられたタンクユニット１０に設けることにより、上述した洗浄運転においてガスクーラー３４の水流通配管３９に加えて、タンクユニット１０とヒートポンプユニット３０間を結ぶ水循環配管２０のスケール成分も効果的に排出することができる。
さらに、上記実施の形態では、第二の水循環配管２２に排水三方弁２７を設け、この排水三方弁２７に排水管２８を接続する構成としたが、当該構成に限定されるものではない。例えば、図５に示すように、排水三方弁２７に代えて、第二の水循環配管２２に排水管２８を直接接続し、この排水管２８に第一開閉弁（電磁弁）９０を設けるとともに、第二の水循環配管２２に第二開閉弁（電磁弁）９１を設け、この二つの開閉弁９０、９１を上記排水三方弁２７と同様な動作となるように、相互に開閉動作を行うようにしてもよい。具体的には、貯湯運転時には第二の水循環配管２２に設けられた第二開閉弁９１を開き、排水管２８に設けられた第一開閉弁９０を閉じて、循環ポンプ２３によりガスクーラー３４において昇温された高温の水を貯湯タンク１１に導くようにする。そして、洗浄運転時には、第二の水循環配管２２に設けられた第二開閉弁９１を閉じ、排水管２８に設けられた第一開閉弁９０を開き、循環ポンプ２３を停止させて、給水圧により、ガスクーラー３４の水流通配管３９に活水器２６により活性化された水を流通させた後に、排水管２８を介して排水するようにすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００４６】
【図１】本実施の形態の給湯装置の構成を示す回路図である。
【図２】本実施形態のヒートポンプユニットのヒートポンプ回路を示す図である。
【図３】本実施の形態の給湯装置の動作を示すフローチャートである。
【図４】本実施の形態の給湯装置の他の動作を示すフローチャートである。
【図５】排水手段の他の態様を示す図である。
【符号の説明】
【００４７】
１０ タンクユニット
１１ 貯湯タンク
１４ 給水管
２０ 水循環配管
２０Ａ 水循環回路
２０Ｃ 洗浄運転回路
２１ 第一の水循環配管
２２ 第二の水循環配管
２３ 循環ポンプ
２６ 活水器
２７ 排水三方弁（排水手段）
２８ 排水管
３０ ヒートポンプユニット
３１ 圧縮機
３２ 蒸発器
３３ 膨張弁（減圧装置）
３４ ガスクーラー
３９ 水流通配管
８０ 制御部
１００ 給湯装置
【特許請求の範囲】
【請求項１】
貯湯タンクと、圧縮機、ガスクーラー、減圧装置及び蒸発器を有したヒートポンプユニットと、を備え、前記貯湯タンク内の低温の水を循環ポンプを介して前記ガスクーラーに循環し、ガスクーラーで熱交換して昇温された高温の水を前記貯湯タンクに貯湯する貯湯運転を行う給湯装置において、
前記ガスクーラーと前記貯湯タンクとの間の水循環回路に設けられ、前記ガスクーラーに流入する水に磁気的処理又は電気的処理を施して水を活性化する活水器と、
前記貯湯タンク内の水を前記水循環回路に取り出して、前記活水器により活性化された水を、前記ガスクーラーに流通させて排水する排水手段と、
を備えたことを特徴とする給湯装置。
【請求項２】
前記貯湯運転の終了後に、前記排水手段により排水されること、
を特徴とする請求項１に記載の給湯装置。
【請求項３】
前記貯湯タンクには、給水管が接続され、
前記排水手段により排水する際には、前記循環ポンプを停止して、前記給水管からの給水圧により前記貯湯タンク内から流出した水を前記ガスクーラーに流通させること、
を特徴とする請求項１又は請求項２に記載の給湯装置。
【請求項４】
前記活水器は、前記貯湯タンクと前記ガスクーラーの水流通経路の入口側とを接続する水循環配管に設けられること、
を特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の給湯装置。
【請求項５】
前記排水手段は、前記貯湯タンクと前記ガスクーラーの水流通経路の出口側とを接続する水循環配管に設けられた排水弁を有し、当該排水弁を切り替えることにより、当該排水弁に接続された排水管を介して前記ガスクーラーの水流通経路から流出した水を排水すること、
を特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の給湯装置。
【請求項６】
前記排水手段により、所定の時間間隔で排水されること、
を特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載の給湯装置。
【請求項１】
貯湯タンクと、圧縮機、ガスクーラー、減圧装置及び蒸発器を有したヒートポンプユニットと、を備え、前記貯湯タンク内の低温の水を循環ポンプを介して前記ガスクーラーに循環し、ガスクーラーで熱交換して昇温された高温の水を前記貯湯タンクに貯湯する貯湯運転を行う給湯装置において、
前記ガスクーラーと前記貯湯タンクとの間の水循環回路に設けられ、前記ガスクーラーに流入する水に磁気的処理又は電気的処理を施して水を活性化する活水器と、
前記貯湯タンク内の水を前記水循環回路に取り出して、前記活水器により活性化された水を、前記ガスクーラーに流通させて排水する排水手段と、
を備えたことを特徴とする給湯装置。
【請求項２】
前記貯湯運転の終了後に、前記排水手段により排水されること、
を特徴とする請求項１に記載の給湯装置。
【請求項３】
前記貯湯タンクには、給水管が接続され、
前記排水手段により排水する際には、前記循環ポンプを停止して、前記給水管からの給水圧により前記貯湯タンク内から流出した水を前記ガスクーラーに流通させること、
を特徴とする請求項１又は請求項２に記載の給湯装置。
【請求項４】
前記活水器は、前記貯湯タンクと前記ガスクーラーの水流通経路の入口側とを接続する水循環配管に設けられること、
を特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の給湯装置。
【請求項５】
前記排水手段は、前記貯湯タンクと前記ガスクーラーの水流通経路の出口側とを接続する水循環配管に設けられた排水弁を有し、当該排水弁を切り替えることにより、当該排水弁に接続された排水管を介して前記ガスクーラーの水流通経路から流出した水を排水すること、
を特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の給湯装置。
【請求項６】
前記排水手段により、所定の時間間隔で排水されること、
を特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載の給湯装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【公開番号】特開２０１１−３３２５０（Ｐ２０１１−３３２５０Ａ）
【公開日】平成２３年２月１７日（２０１１．２．１７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−１７８６６８（Ｐ２００９−１７８６６８）
【出願日】平成２１年７月３１日（２００９．７．３１）
【出願人】（０００００１８８９）三洋電機株式会社 (18,308)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年２月１７日（２０１１．２．１７）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年７月３１日（２００９．７．３１）
【出願人】（０００００１８８９）三洋電機株式会社 (18,308)
【Ｆターム（参考）】
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