貯湯式給湯機
【課題】加熱対象水を保温する保温運転において、ヒートポンプの機器効率の低下を抑制しつつ、保温運転における昇温時間の短縮を図ることの可能な貯湯式給湯機を提供する。
【解決手段】浴槽水を加熱する加熱手段と、浴槽水の温度低下時に、加熱手段を用いて浴槽水の温度を上昇させる保温手段と、を備え、加熱手段は、ヒートポンプユニット６０の停止中に、貯湯タンク１０内に貯留された高温水と浴槽水とを熱交換させる貯湯追い焚き運転と、ヒートポンプユニット６０の動作中に、当該ヒートポンプユニット６０を利用して加熱された高温水と浴槽水とを熱交換させるヒートポンプ直接追い焚き運転と、を含み、保温手段は、ヒートポンプ直接追い焚き運転によって浴槽水を保温上限時間内に所定の目標温度まで昇温させることができない場合に、貯湯追い焚き運転を用いて浴槽水の温度を上昇させる。
【解決手段】浴槽水を加熱する加熱手段と、浴槽水の温度低下時に、加熱手段を用いて浴槽水の温度を上昇させる保温手段と、を備え、加熱手段は、ヒートポンプユニット６０の停止中に、貯湯タンク１０内に貯留された高温水と浴槽水とを熱交換させる貯湯追い焚き運転と、ヒートポンプユニット６０の動作中に、当該ヒートポンプユニット６０を利用して加熱された高温水と浴槽水とを熱交換させるヒートポンプ直接追い焚き運転と、を含み、保温手段は、ヒートポンプ直接追い焚き運転によって浴槽水を保温上限時間内に所定の目標温度まで昇温させることができない場合に、貯湯追い焚き運転を用いて浴槽水の温度を上昇させる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、貯湯式給湯機に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の貯湯式給湯機では、ヒートポンプから出力される湯温が所定温度に達していない場合には貯湯追い焚き運転を行い、所定温度に達した場合にはヒートポンプ直接追い焚き運転を行なうものが知られている。また、従来の貯湯式給湯機では、追い焚き開始時の風呂設定温度、現在の湯温、湯量、および貯湯タンク内の湯温等から追い焚き時間を算出し、当該算出された追い焚き時間が、ヒートポンプが十分能力を出しうる時間以上か否かによって、貯湯追い焚き運転かヒートポンプ直接追い焚き運転のどちらか一方を選択するものが知られている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００７−１１３８３６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
従来の貯湯式給湯機において、貯湯追い焚き運転は、浴槽水の加熱能力が高いが貯湯タンク内に中温水が多量に生成されて機器効率が低下するとの課題を有している。また、ヒートポンプ直接追い焚き運転は、貯湯タンク内の中温水の生成がなく機器効率が高くなるが浴槽水の加熱能力が低いとの課題を有している。これらの課題の解決のため、従来の貯湯式給湯機では、ヒートポンプからの湯が所定温度以下か否か、または追い焚き開始時の風呂設定温度、現在の湯温、湯量、貯湯タンク内の湯温等から、追い焚き時間を算出し、ヒートポンプが十分能力を出しうる時間以上か否かを判断し、貯湯追い焚き運転かヒートポンプ直接追い焚き運転を切り替えて運転を行なっている。
【０００５】
しかしながら、上記従来の技術では、ヒートポンプの効率の観点から実施する追い焚き運転を選択することとしている。このため、浴槽温度を所定時間保持する保温運転を行う場合に浴槽水の加熱能力の低いヒートポンプ直接追い焚き運転が選択された場合においては、浴室の温度が低く浴槽水の放熱が大きい、入浴により浴槽水の低下が大きい、或いは外気温度が低くヒートポンプ直接追い焚きが十分能力を発揮しない等によって所定時間内に目標温度とならないことが想定される。この場合、浴槽水を目標温度まで昇温させるために長時間を要する可能性があり、ユーザーの利便性が悪化するという問題点があった。
【０００６】
この発明は、上述のような課題を解決するためになされたもので、加熱対象水を保温する保温運転において、ヒートポンプの機器効率の低下を抑制しつつ、保温運転における昇温時間の短縮を図ることの可能な貯湯式給湯機を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
この発明に係る貯湯式給湯機は、ヒートポンプを利用して加熱された高温水を貯湯するための貯湯タンクと、加熱対象水が貯留された槽に接続された水循環回路を有し、当該水循環回路を用いて加熱対象水を循環させる加熱対象水循環手段と、水循環回路内を流れる加熱対象水を加熱する加熱手段と、加熱対象水の温度を検出する温度検出手段と、加熱対象水の温度低下時に、加熱手段を用いて加熱対象水の温度を上昇させる保温手段と、を備え、加熱手段は、ヒートポンプの停止中に、貯湯タンク内に貯留された高温水と水循環回路内を流れる加熱対象水とを熱交換させる貯湯追い焚き手段と、ヒートポンプの動作中に、当該ヒートポンプを利用して加熱された高温水と水循環回路内を流れる加熱対象水とを熱交換させるヒートポンプ直接追い焚き手段と、を含み、保温手段は、ヒートポンプ直接追い焚き手段によって加熱対象水を所定時間内に所定の目標温度まで昇温させることができない場合に、貯湯追い焚き手段を用いて加熱対象水の温度を上昇させるものである。
【発明の効果】
【０００８】
この発明によれば、加熱対象水を保温する保温運転において、ヒートポンプの機器効率の低下を抑制しつつ、保温運転における昇温時間の短縮を図ることの可能な貯湯式給湯機を提供することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の実施の形態１における貯湯式給湯機の構成図である。
【図２】本発明の実施の形態１における貯湯式給湯機の沸き上げ単独運転時の回路構成図である。
【図３】本発明の実施の形態１における貯湯式給湯機のヒートポンプ直接追い焚き運転時の回路構成図である。
【図４】本発明の実施の形態１における貯湯式給湯機の貯湯追い焚き運転時の回路構成図である。
【図５】本発明の実施の形態１における貯湯式給湯機のヒートポンプ直接追い焚き運転と貯湯追い焚き運転を切り替えるフローチャートである。
【図６】本発明の実施の形態１における貯湯式給湯機のヒートポンプ直接追い焚き運転と貯湯追い焚き運転を切り替えるフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、図面を参照して、本発明の実施の形態について説明する。尚、各図において共通する要素には、同一の符号を付して、重複する説明を省略する。
【００１１】
実施の形態１．
図１は、本発明の実施の形態１における貯湯式給湯機１００の構成図である。図１に示す貯湯式給湯機１００は、貯湯タンクユニット１と、ヒートポンプサイクルを利用するように構成されたヒートポンプユニット６０とを備えている。２つのユニット１、６０は、ヒートポンプ入口配管４１とヒートポンプ出口配管４２とによって接続されている。また、貯湯タンクユニット１には、制御部７０が内蔵されている。貯湯タンクユニット１およびヒートポンプユニット６０が備える各種の弁類、ポンプ類等の作動は、これらと電気的に接続された制御部７０により制御される。以下、貯湯式給湯機１００の各構成要素について説明する。
【００１２】
ヒートポンプユニット６０は、貯湯タンクユニット１から導かれた低温水を加熱する（沸き上げる）ための加熱手段として機能するものである。ヒートポンプユニット６０は、圧縮機６１、沸き上げ用熱交換器６２、膨張弁６３、空気熱交換器６４を冷媒循環配管６５にて環状に接続し、冷凍サイクル（ヒートポンプサイクル）を構成している。沸き上げ用熱交換器６２は、ヒートポンプサイクルを構成する冷媒循環配管６５を流れる冷媒と貯湯タンクユニット１から導かれた低温水との間で熱交換を行うためのものである。また、ＨＰ出口側サーミスタ６６は、沸き上げ用熱交換器６２で加熱した高温水の温度を検知するための温度センサーであり、ヒートポンプ出口配管４２に設けられている。ヒートポンプユニット６０で高温水を得るためには、ヒートポンプサイクルは、冷媒として二酸化炭素を用い、臨界圧を越える圧力で運転することが好ましい。
【００１３】
一方、貯湯タンクユニット１には、以下の各種部品や配管などが内蔵されている。貯湯タンク１０は、湯水を貯留するためのものである。貯湯タンク１０の下部には、市水を供給するための給水配管２が接続されており、貯湯タンク１０の上部には、貯留した湯水を給湯機外部へ供給するための給湯配管３が接続されている。尚、貯湯タンク１０には、ヒートポンプユニット６０を用いて加熱された高温水がタンク上部から流入されるとともに、給水配管２を介して低温水をタンク下部から流入させることにより、タンク内の上部と下部で温度差が生じるように湯水が貯留される。また、貯湯タンク１０の表面には、貯湯タンク１０内の湯水の温度分布を検知するための残湯サーミスタ１１、１２が取付高さを変えて取り付けられている。これらの残湯サーミスタ１１、１２により取得された温度分布に基づいて、貯湯タンク１０内の残湯量が把握され、ヒートポンプユニット６０による貯湯タンク１０内の湯水の沸き上げ運転の開始および停止などが制御される。
【００１４】
また、貯湯タンクユニット１内には、循環ポンプ２１および利用側熱交換器２２が内蔵されている。循環ポンプ２１は、貯湯タンクユニット１内の後述する各種配管に湯水を循環させるためのポンプである。利用側熱交換器２２は、貯湯タンク１０やヒートポンプユニット６０から供給される高温水を利用して、２次側の加熱対象水（浴槽循環水や暖房用循環水など）を加熱するための熱交換器である。尚、本実施形態では、利用側熱交換器２２の２次側の構成として、浴槽５０内の湯水を循環させる浴槽水循環回路５１を例に挙げて説明する。上記利用側熱交換器２２は、浴槽水循環回路５１の途中に設置されている。また、浴槽水循環回路５１の途中には、浴槽水を循環させるための２次側循環ポンプ５２と、浴槽５０から出た浴槽水の温度を検知するための浴槽出口側サーミスタ５３とが設置されている。
【００１５】
次に、貯湯タンクユニット１が備える弁類および配管類について説明する。貯湯タンクユニット１は、三方弁３１および四方弁３２を有している。三方弁３１は、湯水が流入する２つの入口（ａポート、ｂポート）と、湯水が流出する１つの出口（ｃポート）とを有する流路切替手段であり、ａポートもしくはｂポートのどちらかから湯水が流入するように湯水の経路を切り替え可能に構成されている。四方弁３２は、湯水が流入する２つの入口（ｂポート、ｃポート）と、湯水が流出する２つの出口（ａポート、ｄポート）とを有する流路切替手段であり、３つの経路、すなわち、ａ−ｂ経路、ａ−ｃ経路、およびｃ−ｄ経路の間で流路形態を切り替え可能に構成されている。
【００１６】
また、貯湯タンクユニット１は、タンク下部配管４０、上記ヒートポンプ入口配管４１、上記ヒートポンプ出口配管４２、タンク上部配管４３、タンク戻し配管４４、利用側熱交換器１次側（熱源側）入口配管４５、利用側熱交換器１次側出口配管４６およびバイパス配管４７を有している。また、上記循環ポンプ２１は、第１ヒートポンプ入口配管４１上におけるバイパス配管４７との接続部と三方弁３１との間に設置されている。
【００１７】
タンク下部配管４０は、貯湯タンク１０の第１下部と三方弁３１のａポートとを接続する流路である。ヒートポンプ入口配管４１は、三方弁３１のｃポートとヒートポンプユニット６０の入口側とを接続する流路であり、ヒートポンプ出口配管４２は、ヒートポンプユニット６０の出口側と四方弁３２のｃポートとを接続する流路であり、タンク上部配管４３は、四方弁３２のｄポートと貯湯タンク１０上部とを接続する流路であり、タンク戻し配管４４は、四方弁３２のａポートと貯湯タンク１０の中央部から下部の間に設けられた戻し口とを接続する流路である。また、利用側熱交換器１次側入口配管４５は、タンク上部配管４３における貯湯タンク上部と四方弁３２との間から分岐し、利用側熱交換器２２の１次側入口に接続される流路であり、利用側熱交換器１次側出口配管４６は、利用側熱交換器２２の１次側出口と三方弁３１のｂポートとを接続する流路である。更に、バイパス配管４７は、ヒートポンプ入口配管４１における循環ポンプ２１の出口側とヒートポンプユニット６０の入り口側との間から分岐し、四方弁３２のｂポートに接続される流路である。
【００１８】
本実施の形態の貯湯式給湯機１００では、以下の図２〜図４に示す運転状態に応じて上記三方弁３１を制御して、次の第１および第２の２つの流路形態の間で、貯湯タンクユニット１内の湯水の流路を切り替えて使用する。より具体的には、三方弁３１により選択可能な「第１流路形態」とは、貯湯タンク１０の第１下部と沸き上げ用熱交換器６２とがタンク下部配管４０およびヒートポンプ入口配管４１を介して連通する流路形態のことであり、「第２流路形態」とは、利用側熱交換器１次側出口配管４６と沸き上げ用熱交換器６２とがヒートポンプ入口配管４１を介して連通する流路形態のことである。
【００１９】
更に、本実施の形態の貯湯式給湯機１００では、以下の図２〜図４に示す運転状態に応じて上記四方弁３２を制御して、次の第１および第２の２つの流路形態の間を切り替えて使用する。より具体的には、四方弁３２により選択可能な「第１流路形態」とは、沸き上げ用熱交換器６２とタンク上部配管４３とがヒートポンプ出口配管４２を介して連通する流路形態のことであり、「第２流路形態」とは、バイパス配管４７とタンク戻し配管４４とが連通する流路形態のことである。
【００２０】
図２は、本発明の実施の形態１における貯湯式給湯機１００の沸き上げ単独運転時の回路構成図である。尚、ここでいう沸き上げ単独運転とは、ヒートポンプユニット６０を利用して貯湯タンク１０内の水を沸き上げる沸き上げ運転が単独で行われるもののことである。この沸き上げ単独運転時には、三方弁３１は、上記第１流路形態が選択されるように制御される。これにより、タンク下部配管４０とヒートポンプ入口配管４１とが連通するとともに、利用側熱交換器１次側出口配管４６側を閉として利用側熱交換器２２からの流路が遮断される。また、沸き上げ単独運転時には、四方弁３２は、上記第１流路形態が選択されるように制御される。これにより、ヒートポンプ出口配管４２とタンク上部配管４３とが連通するとともに、タンク戻し配管４４側およびバイパス配管４７側の流路が閉状態となる。
【００２１】
沸き上げ単独運転は、上記のように三方弁３１および四方弁３２が制御された状態で、循環ポンプ２１とヒートポンプユニット６０の運転を開始することにより実行される。その結果、貯湯タンク１０の第１下部から流出する低温水は、タンク下部配管４０、三方弁３１、循環ポンプ２１およびヒートポンプ入口配管４１を経由してヒートポンプユニット６０に導かれ、沸き上げ用熱交換器６２において加熱されて高温水となった後、ヒートポンプ出口配管４２、四方弁３２およびタンク上部配管４３を経由して、貯湯タンク１０の上部から当該貯湯タンク１０内に流入し貯えられる。このような沸き上げ単独運転が実行されることで、貯湯タンク１０の内部では、上層部から高温水が貯えられていき、この高温水層が徐々に厚くなる。
【００２２】
図３は、本発明の実施の形態１における貯湯式給湯機１００のヒートポンプ直接追い焚き運転時の回路構成図である。尚、ここでいうヒートポンプ直接追い焚き運転とは、ヒートポンプユニット６０を利用して沸き上げた高温水と浴槽水とを利用側熱交換器２２にて熱交換し、浴槽水の加熱を実施する運転である。このヒートポンプ直接追い焚き運転時には、三方弁３１の上記第２流路形態が選択されるように制御される。これにより、利用側熱交換器１次側出口配管４６とヒートポンプ入口配管４１が連通するとともに、タンク下部配管４０側の流路が閉状態となる。また、ヒートポンプ直接追い焚き運転時には、四方弁３２は、上記第１流路形態が選択されるように制御される。これにより、ヒートポンプ出口配管４２とタンク上部配管４３とが連通するとともに、タンク戻し配管４４側およびバイパス配管４７側の流路が閉状態となる。
【００２３】
ヒートポンプ直接追い焚き運転は、上記のように三方弁３１および四方弁３２が制御された状態で、循環ポンプ２１とヒートポンプユニット６０の運転を開始することにより実行される。その結果、利用側熱交換器１次側出口配管４６から流出する中温水は、三方弁３１、循環ポンプ２１およびヒートポンプ入口配管４１を経由してヒートポンプユニット６０に導かれ、沸き上げ用熱交換器６２において加熱される。熱交換により高温となった高温水は、ヒートポンプ出口配管４２、四方弁３２およびタンク上部配管４３を経由して、利用側熱交換器２２に導かれ、浴槽水と熱交換され中温水となる。一方、浴槽５０側の経路では、２次側循環ポンプ５２を運転することで、浴槽５０に張られた湯水が浴槽水循環回路５１内を循環する。その結果、利用側熱交換器２２の１次側を流れる高温水の熱が、利用側熱交換器２２の２次側を流れる湯水に伝達し、浴槽５０内に張られた湯水が温められる。このように、ヒートポンプ直接追い焚き運転では、貯湯タンク１０に貯えた高温水を利用しないため、貯湯タンクに中温水が生成されることがない。尚、ヒートポンプ直接追い焚き運転は、浴槽５０に張られた湯水の温度低下を浴槽出口側サーミスタ５３で検知することで制御部７０により自動的に実施される構成になっている。また、ユーザーがリモコン等に設置されたボタンを押下することにより、任意のタイミングで実施することもできる構成となっている。
【００２４】
次に、図４は、本発明の実施の形態１における貯湯式給湯機１００の貯湯追い焚き運転時の回路構成図である。尚、ここでいう貯湯追い焚き運転とは、貯湯タンク１０内に貯えた高温水と浴槽水とを利用側熱交換器２２にて熱交換し、浴槽水の加熱を実施する運転である。この貯湯追い焚き運転時には、三方弁３１は、上記第２流路形態が選択されるように制御される。これにより、利用側熱交換器１次側出口配管４６とヒートポンプ入口配管４１とが連通するとともに、タンク下部配管４０側を閉状態として貯湯タンク１０の第１下部からの流路が遮断される。また、四方弁３２は、上記第２流路形態が選択されるように制御される。これにより、循環ポンプ２１とタンク戻し配管４４とがバイパス配管４７を介して連通するとともに、ヒートポンプ出口配管４２側およびタンク上部配管４３側の流路が閉状態となる。
【００２５】
貯湯追い焚き運転は、上記のように三方弁３１および四方弁３２が制御された状態で、循環ポンプ２１と２次側循環ポンプ５２の運転を開始することにより実行される。尚、この貯湯追い焚き運転状態では、ヒートポンプユニット６０の運転が停止されている。その結果、貯湯タンク１０の上部から流出する高温水は、タンク上部配管４３、利用側熱交換器１次側入口配管４５を経由して利用側熱交換器２２に導かれ、浴槽水との間で熱交換が行われる。熱交換により低温となった低温水は、利用側熱交換器１次側出口配管４６、三方弁３１、ヒートポンプ入口配管４１、循環ポンプ２１、バイパス配管４７、四方弁３２およびタンク戻し配管４４を経由して、貯湯タンク１０の下部に設けられた戻し口から貯湯タンク１０に戻される。このような循環経路によれば、貯湯タンク１０内に貯えた高温水を利用するため、貯湯タンク１０内に中温水が生成される。一方、浴槽５０側の経路では、２次側循環ポンプ５２を運転することで、浴槽５０に張られた湯水が浴槽水循環回路５１内を循環する。その結果、利用側熱交換器２２の１次側を流れる高温水の熱が、利用側熱交換器２２の２次側を流れる湯水に伝達し、浴槽５０内に張られた湯水が温められる。尚、貯湯追い焚き運転は、浴槽５０に張られた湯水の温度低下を浴槽出口側サーミスタ５３で検知することで制御部７０により自動的に実施される構成になっている。また、ユーザーがリモコン等に設置されたボタンを押下することにより、任意のタイミングで実施することもできる構成となっている。
【００２６】
次に、図５を参照して、本実施の形態１における貯湯式給湯機１００の特徴的制御の一例について説明する。図５は、本発明の実施の形態１におけるヒートポンプ直接追い焚き運転と貯湯追い焚き運転を切り替えるフローチャートである。先ず、ステップＳ１では、浴槽温度を設定された浴槽温度（例えば、４２℃）に保つ浴槽水保温運転を実施し、ステップＳ２に進む。ステップＳ２では、２次側循環ポンプ５２をＯＦＦにしてから所定時間（例えば、１０分間）経過したか否かを判定する。その結果、２次側循環ポンプをＯＦＦにしてから１０分間経過していない場合には、再度ステップＳ２にもどる。
【００２７】
一方、上記ステップＳ２において、２次側循環ポンプをＯＦＦにしてから１０分間経過した場合には、次のステップＳ３に進む。ステップＳ３では、２次側循環ポンプ５２をＯＮにする。ステップＳ４では、浴槽出口側サーミスタ５３によって検知された浴槽温度が、所定の加熱開始温度（例えば、設定された浴槽温度マイナス０．５℃）未満であるか否かを判定する。その結果、浴槽温度＜設定された浴槽温度−０．５℃の成立が認められない場合には、後述するステップＳ８へ進む。一方、上記ステップＳ４において、浴槽温度＜設定された浴槽温度−０．５℃の成立が認められた場合には、ステップＳ５に進む。ステップＳ５では、後述するヒートポンプ直接追い焚き禁止フラグがＯＦＦであるか否かを判定する。その結果、ヒートポンプ直接追い焚き禁止フラグがＯＦＦであった場合には、ステップＳ６に進む。ステップＳ６では、ヒートポンプ直接追い焚き運転を実施し、ステップＳ７に進む。ステップＳ７では、浴槽出口側サーミスタ５３によって検知された浴槽温度が所定の目標温度（例えば、設定された浴槽温度プラス０．５℃）より大きいか否かを判定する。その結果、浴槽温度＞設定された浴槽温度＋０．５℃の成立が認められた場合にはステップＳ８に進む。ステップＳ８では、２次側循環ポンプ５２をＯＦＦにし、各々の追い焚き運転を停止させ、ＥＮＤに至る。一方、上記ステップＳ５において、ヒートポンプ直接追い焚き禁止フラグがＯＮであった場合にはステップＳ９に進む、ステップＳ９では、貯湯追い焚き運転を実施し、上記ステップＳ７に進む。
【００２８】
一方、上記ステップＳ７において、浴槽温度＞設定された浴槽温度＋０．５℃の成立が認められない場合にはステップＳ１０に進む。ステップＳ１０では、ヒートポンプ直接追い焚き運転または貯湯追い焚き運転から保温上限時間（例えば、１５分）が経過したか否かを判定する。その結果、ヒートポンプ直接追い焚き運転または貯湯追い焚き運転から保温上限時間が経過していない場合には、再度ステップＳ７に戻る。一方、ヒートポンプ直接追い焚き運転または貯湯追い焚き運転から保温上限時間が経過した場合にはステップＳ１１に進む。ステップＳ１１では、ヒートポンプ直接追い焚き禁止フラグをＯＮにし、ステップＳ８に進む。
【００２９】
以上説明した本実施形態の貯湯式給湯機１００によれば、ユーザーによって設定された浴槽温度を所定時間保つ浴槽水保温運転が実施された場合、先ず初めに浴槽水の加熱能力が低いヒートポンプ直接追い焚き運転が実施されるので、貯湯タンク１０内に中温水が生成されることがなく、機器効率を高く維持することが可能となる。また、ヒートポンプ直接追い焚き運転によって保温上限時間以内に浴槽温度が所定の目標温度に到達できる間は、当該ヒートポンプ直接追い焚き運転を用いた浴槽水保温運転が行われるので、保温上限時間の要求を満たしつつ機器効率の高い運転を繰り返し行うことが可能となる。
【００３０】
また、本実施形態の貯湯式給湯機１００によれば、ヒートポンプ直接追い焚き運転によって保温上限時間以内に浴槽温度が所定の目標温度に到達できない場合は、次回以降の浴槽水保温運転において浴槽水の加熱能力が高い貯湯追い焚き運転が選択される。これにより、貯湯タンク内に中温水が生成されることで機器効率の低下があるものの、保温上限時間の要求を満たすことが可能となる。
【００３１】
尚、浴槽水保温運転中は、一度貯湯追い焚き運転が選択された以降はヒートポンプ直接追い焚きが再び選択されることはない。次回（例えば、翌日）の浴槽水保温運転が実施された場合は、浴槽水の状態が前回の浴槽水保温運転時（例えば、前日）とは異なるため、先ず初めに、ヒートポンプ直接追い焚き運転が選択され、上記動作が実施される。
【００３２】
次に、図６を参照して、本実施の形態１における貯湯式給湯機１００の特徴的制御の他の例について説明する。図６は、本発明の実施の形態１におけるヒートポンプ直接追い焚き運転と貯湯追い焚き運転を切り替えるフローチャートである。先ず、ステップＳ２１〜Ｓ２４では、上記ステップＳ１〜Ｓ４と同様の処理が行われる。ステップＳ２４において、浴槽温度＜設定された浴槽温度−０．５℃の成立が認められない場合には、後述するステップＳ２８へ進む。一方、上記ステップＳ２４において、浴槽温度＜設定された浴槽温度−０．５℃の成立が認められた場合には、ステップＳ２５に進む。ステップＳ２５では、浴槽出口側サーミスタ５３によって検知された浴槽温度が、所定の判定温度（例えば、
設定された浴槽温度マイナス１．０℃）未満であるか否かを判定する。その結果、浴槽温度＜設定された浴槽温度−１．０℃の成立が認められた場合には、ステップＳ２６に進む。ステップＳ２６では、上記ステップＳ９と同様の貯湯追い焚き運転を実施し、ステップＳ２７に進む。一方、浴槽温度＜設定された浴槽温度−１．０℃の成立が認められない場合には、ステップＳ２９に進む。ステップＳ２９では、上記ステップＳ６と同様のヒートポンプ直接追い焚き運転を実施し、ステップＳ２７に進む。
【００３３】
ステップＳ２７では、浴槽出口側サーミスタ５３によって検知された浴槽温度が設定された浴槽温度プラス０．５℃より大きいか否かを判定する。その結果、浴槽温度＞設定された浴槽温度＋０．５℃の成立が認められた場合にはステップＳ２８に進む。ステップＳ２８では、２次側循環ポンプ５２をＯＦＦにし、各々の追い焚き運転を停止させ、ＥＮＤに至る。一方、上記ステップＳ２７おいて、浴槽温度＞設定された浴槽温度＋０．５℃の成立が認められない場合にはステップＳ３０に進む。ステップＳ３０では、ヒートポンプ直接追い焚き運転または貯湯追い焚き運転から保温上限時間（例えば、１５分）が経過したか否かを判定する。その結果、ヒートポンプ直接追い焚き運転または貯湯追い焚き運転から保温上限時間が経過していない場合には、再度ステップＳ２７に戻る。一方、ヒートポンプ直接追い焚き運転または貯湯追い焚き運転から保温上限時間が経過した場合には、上記ステップＳ２７に進む。
【００３４】
以上説明した本実施形態の貯湯式給湯機１００によれば、ユーザーによって設定された浴槽温度を所定時間保つ浴槽水保温運転が実施された場合において、浴槽温度が浴槽加熱能力が低くても所定の目標温度まで昇温可能な温度範囲（設定された浴槽温度−０．５℃から−１．０℃までの範囲）に属する場合には、浴槽水の加熱能力が低いヒートポンプ直接追い焚き運転が実施される。これにより、保温上限時間の要求を満たしつつ、機器効率を高く維持することが可能となる。一方、浴槽温度が浴槽加熱能力が高いことが要求される温度範囲（設定された浴槽温度−１．０℃未満の範囲）に属する場合には、浴槽水の加熱能力が高い貯湯追い焚き運転が実施される。これにより、貯湯タンク内に中温水が生成されることで機器効率の低下があるものの、保温上限時間の要求を満たすことができる。
【００３５】
ところで、上述した実施の形態１においては、加熱対象水を加熱させる加熱運転の一例として、浴槽水を追い焚きする浴槽水追い焚き運転について説明した。しかしながら、本発明の加熱運転はこれに限定されるものではなく、例えば、暖房用循環水を加熱対象水とする暖房運転であってもよい。
【００３６】
また、上述した実施の形態１においては、ヒートポンプサイクルを、冷媒の圧力が臨界圧力以上となる超臨界ヒートポンプサイクルとしたが、もちろん一般の臨界圧力以下のヒートポンプサイクルでもよい。またこの場合、冷媒としてはフロンガス、アンモニアなどを用いてもよい。
【符号の説明】
【００３７】
１０ 貯湯タンク
２２ 利用側熱交換器
５０ 浴槽（槽）
５１ 浴槽水循環回路（水循環回路）
５２ ２次側循環ポンプ（水循環手段）
５３ 浴槽出口側サーミスタ（温度検出手段）
６０ ヒートポンプユニット（加熱手段）
７０ 制御部（選択手段）
１００ 貯湯式給湯機
【技術分野】
【０００１】
この発明は、貯湯式給湯機に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の貯湯式給湯機では、ヒートポンプから出力される湯温が所定温度に達していない場合には貯湯追い焚き運転を行い、所定温度に達した場合にはヒートポンプ直接追い焚き運転を行なうものが知られている。また、従来の貯湯式給湯機では、追い焚き開始時の風呂設定温度、現在の湯温、湯量、および貯湯タンク内の湯温等から追い焚き時間を算出し、当該算出された追い焚き時間が、ヒートポンプが十分能力を出しうる時間以上か否かによって、貯湯追い焚き運転かヒートポンプ直接追い焚き運転のどちらか一方を選択するものが知られている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００７−１１３８３６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
従来の貯湯式給湯機において、貯湯追い焚き運転は、浴槽水の加熱能力が高いが貯湯タンク内に中温水が多量に生成されて機器効率が低下するとの課題を有している。また、ヒートポンプ直接追い焚き運転は、貯湯タンク内の中温水の生成がなく機器効率が高くなるが浴槽水の加熱能力が低いとの課題を有している。これらの課題の解決のため、従来の貯湯式給湯機では、ヒートポンプからの湯が所定温度以下か否か、または追い焚き開始時の風呂設定温度、現在の湯温、湯量、貯湯タンク内の湯温等から、追い焚き時間を算出し、ヒートポンプが十分能力を出しうる時間以上か否かを判断し、貯湯追い焚き運転かヒートポンプ直接追い焚き運転を切り替えて運転を行なっている。
【０００５】
しかしながら、上記従来の技術では、ヒートポンプの効率の観点から実施する追い焚き運転を選択することとしている。このため、浴槽温度を所定時間保持する保温運転を行う場合に浴槽水の加熱能力の低いヒートポンプ直接追い焚き運転が選択された場合においては、浴室の温度が低く浴槽水の放熱が大きい、入浴により浴槽水の低下が大きい、或いは外気温度が低くヒートポンプ直接追い焚きが十分能力を発揮しない等によって所定時間内に目標温度とならないことが想定される。この場合、浴槽水を目標温度まで昇温させるために長時間を要する可能性があり、ユーザーの利便性が悪化するという問題点があった。
【０００６】
この発明は、上述のような課題を解決するためになされたもので、加熱対象水を保温する保温運転において、ヒートポンプの機器効率の低下を抑制しつつ、保温運転における昇温時間の短縮を図ることの可能な貯湯式給湯機を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
この発明に係る貯湯式給湯機は、ヒートポンプを利用して加熱された高温水を貯湯するための貯湯タンクと、加熱対象水が貯留された槽に接続された水循環回路を有し、当該水循環回路を用いて加熱対象水を循環させる加熱対象水循環手段と、水循環回路内を流れる加熱対象水を加熱する加熱手段と、加熱対象水の温度を検出する温度検出手段と、加熱対象水の温度低下時に、加熱手段を用いて加熱対象水の温度を上昇させる保温手段と、を備え、加熱手段は、ヒートポンプの停止中に、貯湯タンク内に貯留された高温水と水循環回路内を流れる加熱対象水とを熱交換させる貯湯追い焚き手段と、ヒートポンプの動作中に、当該ヒートポンプを利用して加熱された高温水と水循環回路内を流れる加熱対象水とを熱交換させるヒートポンプ直接追い焚き手段と、を含み、保温手段は、ヒートポンプ直接追い焚き手段によって加熱対象水を所定時間内に所定の目標温度まで昇温させることができない場合に、貯湯追い焚き手段を用いて加熱対象水の温度を上昇させるものである。
【発明の効果】
【０００８】
この発明によれば、加熱対象水を保温する保温運転において、ヒートポンプの機器効率の低下を抑制しつつ、保温運転における昇温時間の短縮を図ることの可能な貯湯式給湯機を提供することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の実施の形態１における貯湯式給湯機の構成図である。
【図２】本発明の実施の形態１における貯湯式給湯機の沸き上げ単独運転時の回路構成図である。
【図３】本発明の実施の形態１における貯湯式給湯機のヒートポンプ直接追い焚き運転時の回路構成図である。
【図４】本発明の実施の形態１における貯湯式給湯機の貯湯追い焚き運転時の回路構成図である。
【図５】本発明の実施の形態１における貯湯式給湯機のヒートポンプ直接追い焚き運転と貯湯追い焚き運転を切り替えるフローチャートである。
【図６】本発明の実施の形態１における貯湯式給湯機のヒートポンプ直接追い焚き運転と貯湯追い焚き運転を切り替えるフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、図面を参照して、本発明の実施の形態について説明する。尚、各図において共通する要素には、同一の符号を付して、重複する説明を省略する。
【００１１】
実施の形態１．
図１は、本発明の実施の形態１における貯湯式給湯機１００の構成図である。図１に示す貯湯式給湯機１００は、貯湯タンクユニット１と、ヒートポンプサイクルを利用するように構成されたヒートポンプユニット６０とを備えている。２つのユニット１、６０は、ヒートポンプ入口配管４１とヒートポンプ出口配管４２とによって接続されている。また、貯湯タンクユニット１には、制御部７０が内蔵されている。貯湯タンクユニット１およびヒートポンプユニット６０が備える各種の弁類、ポンプ類等の作動は、これらと電気的に接続された制御部７０により制御される。以下、貯湯式給湯機１００の各構成要素について説明する。
【００１２】
ヒートポンプユニット６０は、貯湯タンクユニット１から導かれた低温水を加熱する（沸き上げる）ための加熱手段として機能するものである。ヒートポンプユニット６０は、圧縮機６１、沸き上げ用熱交換器６２、膨張弁６３、空気熱交換器６４を冷媒循環配管６５にて環状に接続し、冷凍サイクル（ヒートポンプサイクル）を構成している。沸き上げ用熱交換器６２は、ヒートポンプサイクルを構成する冷媒循環配管６５を流れる冷媒と貯湯タンクユニット１から導かれた低温水との間で熱交換を行うためのものである。また、ＨＰ出口側サーミスタ６６は、沸き上げ用熱交換器６２で加熱した高温水の温度を検知するための温度センサーであり、ヒートポンプ出口配管４２に設けられている。ヒートポンプユニット６０で高温水を得るためには、ヒートポンプサイクルは、冷媒として二酸化炭素を用い、臨界圧を越える圧力で運転することが好ましい。
【００１３】
一方、貯湯タンクユニット１には、以下の各種部品や配管などが内蔵されている。貯湯タンク１０は、湯水を貯留するためのものである。貯湯タンク１０の下部には、市水を供給するための給水配管２が接続されており、貯湯タンク１０の上部には、貯留した湯水を給湯機外部へ供給するための給湯配管３が接続されている。尚、貯湯タンク１０には、ヒートポンプユニット６０を用いて加熱された高温水がタンク上部から流入されるとともに、給水配管２を介して低温水をタンク下部から流入させることにより、タンク内の上部と下部で温度差が生じるように湯水が貯留される。また、貯湯タンク１０の表面には、貯湯タンク１０内の湯水の温度分布を検知するための残湯サーミスタ１１、１２が取付高さを変えて取り付けられている。これらの残湯サーミスタ１１、１２により取得された温度分布に基づいて、貯湯タンク１０内の残湯量が把握され、ヒートポンプユニット６０による貯湯タンク１０内の湯水の沸き上げ運転の開始および停止などが制御される。
【００１４】
また、貯湯タンクユニット１内には、循環ポンプ２１および利用側熱交換器２２が内蔵されている。循環ポンプ２１は、貯湯タンクユニット１内の後述する各種配管に湯水を循環させるためのポンプである。利用側熱交換器２２は、貯湯タンク１０やヒートポンプユニット６０から供給される高温水を利用して、２次側の加熱対象水（浴槽循環水や暖房用循環水など）を加熱するための熱交換器である。尚、本実施形態では、利用側熱交換器２２の２次側の構成として、浴槽５０内の湯水を循環させる浴槽水循環回路５１を例に挙げて説明する。上記利用側熱交換器２２は、浴槽水循環回路５１の途中に設置されている。また、浴槽水循環回路５１の途中には、浴槽水を循環させるための２次側循環ポンプ５２と、浴槽５０から出た浴槽水の温度を検知するための浴槽出口側サーミスタ５３とが設置されている。
【００１５】
次に、貯湯タンクユニット１が備える弁類および配管類について説明する。貯湯タンクユニット１は、三方弁３１および四方弁３２を有している。三方弁３１は、湯水が流入する２つの入口（ａポート、ｂポート）と、湯水が流出する１つの出口（ｃポート）とを有する流路切替手段であり、ａポートもしくはｂポートのどちらかから湯水が流入するように湯水の経路を切り替え可能に構成されている。四方弁３２は、湯水が流入する２つの入口（ｂポート、ｃポート）と、湯水が流出する２つの出口（ａポート、ｄポート）とを有する流路切替手段であり、３つの経路、すなわち、ａ−ｂ経路、ａ−ｃ経路、およびｃ−ｄ経路の間で流路形態を切り替え可能に構成されている。
【００１６】
また、貯湯タンクユニット１は、タンク下部配管４０、上記ヒートポンプ入口配管４１、上記ヒートポンプ出口配管４２、タンク上部配管４３、タンク戻し配管４４、利用側熱交換器１次側（熱源側）入口配管４５、利用側熱交換器１次側出口配管４６およびバイパス配管４７を有している。また、上記循環ポンプ２１は、第１ヒートポンプ入口配管４１上におけるバイパス配管４７との接続部と三方弁３１との間に設置されている。
【００１７】
タンク下部配管４０は、貯湯タンク１０の第１下部と三方弁３１のａポートとを接続する流路である。ヒートポンプ入口配管４１は、三方弁３１のｃポートとヒートポンプユニット６０の入口側とを接続する流路であり、ヒートポンプ出口配管４２は、ヒートポンプユニット６０の出口側と四方弁３２のｃポートとを接続する流路であり、タンク上部配管４３は、四方弁３２のｄポートと貯湯タンク１０上部とを接続する流路であり、タンク戻し配管４４は、四方弁３２のａポートと貯湯タンク１０の中央部から下部の間に設けられた戻し口とを接続する流路である。また、利用側熱交換器１次側入口配管４５は、タンク上部配管４３における貯湯タンク上部と四方弁３２との間から分岐し、利用側熱交換器２２の１次側入口に接続される流路であり、利用側熱交換器１次側出口配管４６は、利用側熱交換器２２の１次側出口と三方弁３１のｂポートとを接続する流路である。更に、バイパス配管４７は、ヒートポンプ入口配管４１における循環ポンプ２１の出口側とヒートポンプユニット６０の入り口側との間から分岐し、四方弁３２のｂポートに接続される流路である。
【００１８】
本実施の形態の貯湯式給湯機１００では、以下の図２〜図４に示す運転状態に応じて上記三方弁３１を制御して、次の第１および第２の２つの流路形態の間で、貯湯タンクユニット１内の湯水の流路を切り替えて使用する。より具体的には、三方弁３１により選択可能な「第１流路形態」とは、貯湯タンク１０の第１下部と沸き上げ用熱交換器６２とがタンク下部配管４０およびヒートポンプ入口配管４１を介して連通する流路形態のことであり、「第２流路形態」とは、利用側熱交換器１次側出口配管４６と沸き上げ用熱交換器６２とがヒートポンプ入口配管４１を介して連通する流路形態のことである。
【００１９】
更に、本実施の形態の貯湯式給湯機１００では、以下の図２〜図４に示す運転状態に応じて上記四方弁３２を制御して、次の第１および第２の２つの流路形態の間を切り替えて使用する。より具体的には、四方弁３２により選択可能な「第１流路形態」とは、沸き上げ用熱交換器６２とタンク上部配管４３とがヒートポンプ出口配管４２を介して連通する流路形態のことであり、「第２流路形態」とは、バイパス配管４７とタンク戻し配管４４とが連通する流路形態のことである。
【００２０】
図２は、本発明の実施の形態１における貯湯式給湯機１００の沸き上げ単独運転時の回路構成図である。尚、ここでいう沸き上げ単独運転とは、ヒートポンプユニット６０を利用して貯湯タンク１０内の水を沸き上げる沸き上げ運転が単独で行われるもののことである。この沸き上げ単独運転時には、三方弁３１は、上記第１流路形態が選択されるように制御される。これにより、タンク下部配管４０とヒートポンプ入口配管４１とが連通するとともに、利用側熱交換器１次側出口配管４６側を閉として利用側熱交換器２２からの流路が遮断される。また、沸き上げ単独運転時には、四方弁３２は、上記第１流路形態が選択されるように制御される。これにより、ヒートポンプ出口配管４２とタンク上部配管４３とが連通するとともに、タンク戻し配管４４側およびバイパス配管４７側の流路が閉状態となる。
【００２１】
沸き上げ単独運転は、上記のように三方弁３１および四方弁３２が制御された状態で、循環ポンプ２１とヒートポンプユニット６０の運転を開始することにより実行される。その結果、貯湯タンク１０の第１下部から流出する低温水は、タンク下部配管４０、三方弁３１、循環ポンプ２１およびヒートポンプ入口配管４１を経由してヒートポンプユニット６０に導かれ、沸き上げ用熱交換器６２において加熱されて高温水となった後、ヒートポンプ出口配管４２、四方弁３２およびタンク上部配管４３を経由して、貯湯タンク１０の上部から当該貯湯タンク１０内に流入し貯えられる。このような沸き上げ単独運転が実行されることで、貯湯タンク１０の内部では、上層部から高温水が貯えられていき、この高温水層が徐々に厚くなる。
【００２２】
図３は、本発明の実施の形態１における貯湯式給湯機１００のヒートポンプ直接追い焚き運転時の回路構成図である。尚、ここでいうヒートポンプ直接追い焚き運転とは、ヒートポンプユニット６０を利用して沸き上げた高温水と浴槽水とを利用側熱交換器２２にて熱交換し、浴槽水の加熱を実施する運転である。このヒートポンプ直接追い焚き運転時には、三方弁３１の上記第２流路形態が選択されるように制御される。これにより、利用側熱交換器１次側出口配管４６とヒートポンプ入口配管４１が連通するとともに、タンク下部配管４０側の流路が閉状態となる。また、ヒートポンプ直接追い焚き運転時には、四方弁３２は、上記第１流路形態が選択されるように制御される。これにより、ヒートポンプ出口配管４２とタンク上部配管４３とが連通するとともに、タンク戻し配管４４側およびバイパス配管４７側の流路が閉状態となる。
【００２３】
ヒートポンプ直接追い焚き運転は、上記のように三方弁３１および四方弁３２が制御された状態で、循環ポンプ２１とヒートポンプユニット６０の運転を開始することにより実行される。その結果、利用側熱交換器１次側出口配管４６から流出する中温水は、三方弁３１、循環ポンプ２１およびヒートポンプ入口配管４１を経由してヒートポンプユニット６０に導かれ、沸き上げ用熱交換器６２において加熱される。熱交換により高温となった高温水は、ヒートポンプ出口配管４２、四方弁３２およびタンク上部配管４３を経由して、利用側熱交換器２２に導かれ、浴槽水と熱交換され中温水となる。一方、浴槽５０側の経路では、２次側循環ポンプ５２を運転することで、浴槽５０に張られた湯水が浴槽水循環回路５１内を循環する。その結果、利用側熱交換器２２の１次側を流れる高温水の熱が、利用側熱交換器２２の２次側を流れる湯水に伝達し、浴槽５０内に張られた湯水が温められる。このように、ヒートポンプ直接追い焚き運転では、貯湯タンク１０に貯えた高温水を利用しないため、貯湯タンクに中温水が生成されることがない。尚、ヒートポンプ直接追い焚き運転は、浴槽５０に張られた湯水の温度低下を浴槽出口側サーミスタ５３で検知することで制御部７０により自動的に実施される構成になっている。また、ユーザーがリモコン等に設置されたボタンを押下することにより、任意のタイミングで実施することもできる構成となっている。
【００２４】
次に、図４は、本発明の実施の形態１における貯湯式給湯機１００の貯湯追い焚き運転時の回路構成図である。尚、ここでいう貯湯追い焚き運転とは、貯湯タンク１０内に貯えた高温水と浴槽水とを利用側熱交換器２２にて熱交換し、浴槽水の加熱を実施する運転である。この貯湯追い焚き運転時には、三方弁３１は、上記第２流路形態が選択されるように制御される。これにより、利用側熱交換器１次側出口配管４６とヒートポンプ入口配管４１とが連通するとともに、タンク下部配管４０側を閉状態として貯湯タンク１０の第１下部からの流路が遮断される。また、四方弁３２は、上記第２流路形態が選択されるように制御される。これにより、循環ポンプ２１とタンク戻し配管４４とがバイパス配管４７を介して連通するとともに、ヒートポンプ出口配管４２側およびタンク上部配管４３側の流路が閉状態となる。
【００２５】
貯湯追い焚き運転は、上記のように三方弁３１および四方弁３２が制御された状態で、循環ポンプ２１と２次側循環ポンプ５２の運転を開始することにより実行される。尚、この貯湯追い焚き運転状態では、ヒートポンプユニット６０の運転が停止されている。その結果、貯湯タンク１０の上部から流出する高温水は、タンク上部配管４３、利用側熱交換器１次側入口配管４５を経由して利用側熱交換器２２に導かれ、浴槽水との間で熱交換が行われる。熱交換により低温となった低温水は、利用側熱交換器１次側出口配管４６、三方弁３１、ヒートポンプ入口配管４１、循環ポンプ２１、バイパス配管４７、四方弁３２およびタンク戻し配管４４を経由して、貯湯タンク１０の下部に設けられた戻し口から貯湯タンク１０に戻される。このような循環経路によれば、貯湯タンク１０内に貯えた高温水を利用するため、貯湯タンク１０内に中温水が生成される。一方、浴槽５０側の経路では、２次側循環ポンプ５２を運転することで、浴槽５０に張られた湯水が浴槽水循環回路５１内を循環する。その結果、利用側熱交換器２２の１次側を流れる高温水の熱が、利用側熱交換器２２の２次側を流れる湯水に伝達し、浴槽５０内に張られた湯水が温められる。尚、貯湯追い焚き運転は、浴槽５０に張られた湯水の温度低下を浴槽出口側サーミスタ５３で検知することで制御部７０により自動的に実施される構成になっている。また、ユーザーがリモコン等に設置されたボタンを押下することにより、任意のタイミングで実施することもできる構成となっている。
【００２６】
次に、図５を参照して、本実施の形態１における貯湯式給湯機１００の特徴的制御の一例について説明する。図５は、本発明の実施の形態１におけるヒートポンプ直接追い焚き運転と貯湯追い焚き運転を切り替えるフローチャートである。先ず、ステップＳ１では、浴槽温度を設定された浴槽温度（例えば、４２℃）に保つ浴槽水保温運転を実施し、ステップＳ２に進む。ステップＳ２では、２次側循環ポンプ５２をＯＦＦにしてから所定時間（例えば、１０分間）経過したか否かを判定する。その結果、２次側循環ポンプをＯＦＦにしてから１０分間経過していない場合には、再度ステップＳ２にもどる。
【００２７】
一方、上記ステップＳ２において、２次側循環ポンプをＯＦＦにしてから１０分間経過した場合には、次のステップＳ３に進む。ステップＳ３では、２次側循環ポンプ５２をＯＮにする。ステップＳ４では、浴槽出口側サーミスタ５３によって検知された浴槽温度が、所定の加熱開始温度（例えば、設定された浴槽温度マイナス０．５℃）未満であるか否かを判定する。その結果、浴槽温度＜設定された浴槽温度−０．５℃の成立が認められない場合には、後述するステップＳ８へ進む。一方、上記ステップＳ４において、浴槽温度＜設定された浴槽温度−０．５℃の成立が認められた場合には、ステップＳ５に進む。ステップＳ５では、後述するヒートポンプ直接追い焚き禁止フラグがＯＦＦであるか否かを判定する。その結果、ヒートポンプ直接追い焚き禁止フラグがＯＦＦであった場合には、ステップＳ６に進む。ステップＳ６では、ヒートポンプ直接追い焚き運転を実施し、ステップＳ７に進む。ステップＳ７では、浴槽出口側サーミスタ５３によって検知された浴槽温度が所定の目標温度（例えば、設定された浴槽温度プラス０．５℃）より大きいか否かを判定する。その結果、浴槽温度＞設定された浴槽温度＋０．５℃の成立が認められた場合にはステップＳ８に進む。ステップＳ８では、２次側循環ポンプ５２をＯＦＦにし、各々の追い焚き運転を停止させ、ＥＮＤに至る。一方、上記ステップＳ５において、ヒートポンプ直接追い焚き禁止フラグがＯＮであった場合にはステップＳ９に進む、ステップＳ９では、貯湯追い焚き運転を実施し、上記ステップＳ７に進む。
【００２８】
一方、上記ステップＳ７において、浴槽温度＞設定された浴槽温度＋０．５℃の成立が認められない場合にはステップＳ１０に進む。ステップＳ１０では、ヒートポンプ直接追い焚き運転または貯湯追い焚き運転から保温上限時間（例えば、１５分）が経過したか否かを判定する。その結果、ヒートポンプ直接追い焚き運転または貯湯追い焚き運転から保温上限時間が経過していない場合には、再度ステップＳ７に戻る。一方、ヒートポンプ直接追い焚き運転または貯湯追い焚き運転から保温上限時間が経過した場合にはステップＳ１１に進む。ステップＳ１１では、ヒートポンプ直接追い焚き禁止フラグをＯＮにし、ステップＳ８に進む。
【００２９】
以上説明した本実施形態の貯湯式給湯機１００によれば、ユーザーによって設定された浴槽温度を所定時間保つ浴槽水保温運転が実施された場合、先ず初めに浴槽水の加熱能力が低いヒートポンプ直接追い焚き運転が実施されるので、貯湯タンク１０内に中温水が生成されることがなく、機器効率を高く維持することが可能となる。また、ヒートポンプ直接追い焚き運転によって保温上限時間以内に浴槽温度が所定の目標温度に到達できる間は、当該ヒートポンプ直接追い焚き運転を用いた浴槽水保温運転が行われるので、保温上限時間の要求を満たしつつ機器効率の高い運転を繰り返し行うことが可能となる。
【００３０】
また、本実施形態の貯湯式給湯機１００によれば、ヒートポンプ直接追い焚き運転によって保温上限時間以内に浴槽温度が所定の目標温度に到達できない場合は、次回以降の浴槽水保温運転において浴槽水の加熱能力が高い貯湯追い焚き運転が選択される。これにより、貯湯タンク内に中温水が生成されることで機器効率の低下があるものの、保温上限時間の要求を満たすことが可能となる。
【００３１】
尚、浴槽水保温運転中は、一度貯湯追い焚き運転が選択された以降はヒートポンプ直接追い焚きが再び選択されることはない。次回（例えば、翌日）の浴槽水保温運転が実施された場合は、浴槽水の状態が前回の浴槽水保温運転時（例えば、前日）とは異なるため、先ず初めに、ヒートポンプ直接追い焚き運転が選択され、上記動作が実施される。
【００３２】
次に、図６を参照して、本実施の形態１における貯湯式給湯機１００の特徴的制御の他の例について説明する。図６は、本発明の実施の形態１におけるヒートポンプ直接追い焚き運転と貯湯追い焚き運転を切り替えるフローチャートである。先ず、ステップＳ２１〜Ｓ２４では、上記ステップＳ１〜Ｓ４と同様の処理が行われる。ステップＳ２４において、浴槽温度＜設定された浴槽温度−０．５℃の成立が認められない場合には、後述するステップＳ２８へ進む。一方、上記ステップＳ２４において、浴槽温度＜設定された浴槽温度−０．５℃の成立が認められた場合には、ステップＳ２５に進む。ステップＳ２５では、浴槽出口側サーミスタ５３によって検知された浴槽温度が、所定の判定温度（例えば、
設定された浴槽温度マイナス１．０℃）未満であるか否かを判定する。その結果、浴槽温度＜設定された浴槽温度−１．０℃の成立が認められた場合には、ステップＳ２６に進む。ステップＳ２６では、上記ステップＳ９と同様の貯湯追い焚き運転を実施し、ステップＳ２７に進む。一方、浴槽温度＜設定された浴槽温度−１．０℃の成立が認められない場合には、ステップＳ２９に進む。ステップＳ２９では、上記ステップＳ６と同様のヒートポンプ直接追い焚き運転を実施し、ステップＳ２７に進む。
【００３３】
ステップＳ２７では、浴槽出口側サーミスタ５３によって検知された浴槽温度が設定された浴槽温度プラス０．５℃より大きいか否かを判定する。その結果、浴槽温度＞設定された浴槽温度＋０．５℃の成立が認められた場合にはステップＳ２８に進む。ステップＳ２８では、２次側循環ポンプ５２をＯＦＦにし、各々の追い焚き運転を停止させ、ＥＮＤに至る。一方、上記ステップＳ２７おいて、浴槽温度＞設定された浴槽温度＋０．５℃の成立が認められない場合にはステップＳ３０に進む。ステップＳ３０では、ヒートポンプ直接追い焚き運転または貯湯追い焚き運転から保温上限時間（例えば、１５分）が経過したか否かを判定する。その結果、ヒートポンプ直接追い焚き運転または貯湯追い焚き運転から保温上限時間が経過していない場合には、再度ステップＳ２７に戻る。一方、ヒートポンプ直接追い焚き運転または貯湯追い焚き運転から保温上限時間が経過した場合には、上記ステップＳ２７に進む。
【００３４】
以上説明した本実施形態の貯湯式給湯機１００によれば、ユーザーによって設定された浴槽温度を所定時間保つ浴槽水保温運転が実施された場合において、浴槽温度が浴槽加熱能力が低くても所定の目標温度まで昇温可能な温度範囲（設定された浴槽温度−０．５℃から−１．０℃までの範囲）に属する場合には、浴槽水の加熱能力が低いヒートポンプ直接追い焚き運転が実施される。これにより、保温上限時間の要求を満たしつつ、機器効率を高く維持することが可能となる。一方、浴槽温度が浴槽加熱能力が高いことが要求される温度範囲（設定された浴槽温度−１．０℃未満の範囲）に属する場合には、浴槽水の加熱能力が高い貯湯追い焚き運転が実施される。これにより、貯湯タンク内に中温水が生成されることで機器効率の低下があるものの、保温上限時間の要求を満たすことができる。
【００３５】
ところで、上述した実施の形態１においては、加熱対象水を加熱させる加熱運転の一例として、浴槽水を追い焚きする浴槽水追い焚き運転について説明した。しかしながら、本発明の加熱運転はこれに限定されるものではなく、例えば、暖房用循環水を加熱対象水とする暖房運転であってもよい。
【００３６】
また、上述した実施の形態１においては、ヒートポンプサイクルを、冷媒の圧力が臨界圧力以上となる超臨界ヒートポンプサイクルとしたが、もちろん一般の臨界圧力以下のヒートポンプサイクルでもよい。またこの場合、冷媒としてはフロンガス、アンモニアなどを用いてもよい。
【符号の説明】
【００３７】
１０ 貯湯タンク
２２ 利用側熱交換器
５０ 浴槽（槽）
５１ 浴槽水循環回路（水循環回路）
５２ ２次側循環ポンプ（水循環手段）
５３ 浴槽出口側サーミスタ（温度検出手段）
６０ ヒートポンプユニット（加熱手段）
７０ 制御部（選択手段）
１００ 貯湯式給湯機
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ヒートポンプを利用して加熱された高温水を貯湯するための貯湯タンクと、
加熱対象水が貯留された槽に接続された水循環回路を有し、当該水循環回路を用いて加熱対象水を循環させる水循環手段と、
前記水循環回路内を流れる加熱対象水を加熱する加熱手段と、
加熱対象水の温度を検出する温度検出手段と、
加熱対象水の温度低下時に、前記加熱手段を用いて加熱対象水の温度を上昇させる保温手段と、を備え、
前記加熱手段は、
前記ヒートポンプの停止中に、前記貯湯タンク内に貯留された高温水と前記水循環回路内を流れる加熱対象水とを熱交換させる貯湯追い焚き手段と、
前記ヒートポンプの動作中に、当該ヒートポンプを利用して加熱された高温水と前記水循環回路内を流れる加熱対象水とを熱交換させるヒートポンプ直接追い焚き手段と、を含み、
前記保温手段は、前記ヒートポンプ直接追い焚き手段によって加熱対象水を所定時間内に所定の目標温度まで昇温させることができない場合に、前記貯湯追い焚き手段を用いて加熱対象水の温度を上昇させることを特徴とする貯湯式給湯機。
【請求項２】
前記保温手段は、
加熱対象水の温度が所定の加熱開始温度よりも低下しているかを、保温運転中の所定のタイミング毎に判定する判定手段と、
加熱対象水の温度が前記加熱開始温度よりも低下していると判定された場合に、前記ヒートポンプ直接追い焚き手段と前記貯湯追い焚き手段との何れか一方を選択する選択手段と、を含み、
前記選択手段は、前記ヒートポンプ直接追い焚き手段を優先して選択し、当該ヒートポンプ直接追い焚き手段を用いて加熱対象水を所定時間内に前記目標温度まで昇温させることができなかった場合に、前記保温運転中の次回以降の選択において前記貯湯追い焚き手段を選択することを特徴とする請求項１記載の貯湯式給湯機。
【請求項３】
前記保温手段は、
加熱対象水の温度が所定の加熱開始温度よりも低下しているかを、保温運転中の所定のタイミング毎に判定する判定手段と、
加熱対象水の温度が前記加熱開始温度よりも低下していると判定された場合に、前記ヒートポンプ直接追い焚き手段と前記貯湯追い焚き手段との何れか一方を選択する選択手段と、を含み、
前記選択手段は、加熱対象水の温度が前記加熱開始温度から当該加熱開始温度よりも低温の所定の判定温度までの温度範囲に属する場合には前記ヒートポンプ直接追い焚き手段を選択し、加熱対象水の温度が前記判定温度よりも低い温度範囲に属する場合には前記貯湯追い焚き手段を選択することを特徴とする請求項１記載の貯湯式給湯機。
【請求項１】
ヒートポンプを利用して加熱された高温水を貯湯するための貯湯タンクと、
加熱対象水が貯留された槽に接続された水循環回路を有し、当該水循環回路を用いて加熱対象水を循環させる水循環手段と、
前記水循環回路内を流れる加熱対象水を加熱する加熱手段と、
加熱対象水の温度を検出する温度検出手段と、
加熱対象水の温度低下時に、前記加熱手段を用いて加熱対象水の温度を上昇させる保温手段と、を備え、
前記加熱手段は、
前記ヒートポンプの停止中に、前記貯湯タンク内に貯留された高温水と前記水循環回路内を流れる加熱対象水とを熱交換させる貯湯追い焚き手段と、
前記ヒートポンプの動作中に、当該ヒートポンプを利用して加熱された高温水と前記水循環回路内を流れる加熱対象水とを熱交換させるヒートポンプ直接追い焚き手段と、を含み、
前記保温手段は、前記ヒートポンプ直接追い焚き手段によって加熱対象水を所定時間内に所定の目標温度まで昇温させることができない場合に、前記貯湯追い焚き手段を用いて加熱対象水の温度を上昇させることを特徴とする貯湯式給湯機。
【請求項２】
前記保温手段は、
加熱対象水の温度が所定の加熱開始温度よりも低下しているかを、保温運転中の所定のタイミング毎に判定する判定手段と、
加熱対象水の温度が前記加熱開始温度よりも低下していると判定された場合に、前記ヒートポンプ直接追い焚き手段と前記貯湯追い焚き手段との何れか一方を選択する選択手段と、を含み、
前記選択手段は、前記ヒートポンプ直接追い焚き手段を優先して選択し、当該ヒートポンプ直接追い焚き手段を用いて加熱対象水を所定時間内に前記目標温度まで昇温させることができなかった場合に、前記保温運転中の次回以降の選択において前記貯湯追い焚き手段を選択することを特徴とする請求項１記載の貯湯式給湯機。
【請求項３】
前記保温手段は、
加熱対象水の温度が所定の加熱開始温度よりも低下しているかを、保温運転中の所定のタイミング毎に判定する判定手段と、
加熱対象水の温度が前記加熱開始温度よりも低下していると判定された場合に、前記ヒートポンプ直接追い焚き手段と前記貯湯追い焚き手段との何れか一方を選択する選択手段と、を含み、
前記選択手段は、加熱対象水の温度が前記加熱開始温度から当該加熱開始温度よりも低温の所定の判定温度までの温度範囲に属する場合には前記ヒートポンプ直接追い焚き手段を選択し、加熱対象水の温度が前記判定温度よりも低い温度範囲に属する場合には前記貯湯追い焚き手段を選択することを特徴とする請求項１記載の貯湯式給湯機。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公開番号】特開２０１２−２３７４９２（Ｐ２０１２−２３７４９２Ａ）
【公開日】平成２４年１２月６日（２０１２．１２．６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１０６４０８（Ｐ２０１１−１０６４０８）
【出願日】平成２３年５月１１日（２０１１．５．１１）
【出願人】（０００００６０１３）三菱電機株式会社 (33,312)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年１２月６日（２０１２．１２．６）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年５月１１日（２０１１．５．１１）
【出願人】（０００００６０１３）三菱電機株式会社 (33,312)
【Ｆターム（参考）】
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