貯湯式給湯装置
【課題】貯湯タンク内の湯水を熱源として熱交換効率よく浴槽水を追い焚き可能な貯湯式給湯装置を提供する。
【解決手段】貯湯タンク２内上部に設けた第１熱交換器２１と貯湯タンク２内中間部に設けた第２熱交換器２２とからなる風呂熱交換器２０と、浴槽水を第１熱交換器２１または第２熱交換器２２の何れか一方に循環させるように浴槽水の流れを切り換える切換手段３０と、第２熱交換器２２付近の貯湯タンク２内の湯水の温度を検出する貯湯温度検出手段４５とを備え、浴槽７から浴槽水を第１熱交換器２１または第２熱交換器２２の何れか一方に循環させて浴槽水の追い焚きを行うものであって、浴槽水追い焚きの際、貯湯温度検出手段４５の検出温度が所定温度以上の場合は、第２熱交換器２２を用いた浴槽水の追い焚きを行い、貯湯温度検出手段４５の検出温度が所定温度未満の場合は、前記第１熱交換器２１を用いた浴槽水の追い焚きを行うようにした。
【解決手段】貯湯タンク２内上部に設けた第１熱交換器２１と貯湯タンク２内中間部に設けた第２熱交換器２２とからなる風呂熱交換器２０と、浴槽水を第１熱交換器２１または第２熱交換器２２の何れか一方に循環させるように浴槽水の流れを切り換える切換手段３０と、第２熱交換器２２付近の貯湯タンク２内の湯水の温度を検出する貯湯温度検出手段４５とを備え、浴槽７から浴槽水を第１熱交換器２１または第２熱交換器２２の何れか一方に循環させて浴槽水の追い焚きを行うものであって、浴槽水追い焚きの際、貯湯温度検出手段４５の検出温度が所定温度以上の場合は、第２熱交換器２２を用いた浴槽水の追い焚きを行い、貯湯温度検出手段４５の検出温度が所定温度未満の場合は、前記第１熱交換器２１を用いた浴槽水の追い焚きを行うようにした。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、貯湯タンク内の湯水を利用して浴槽水を追い焚きする貯湯式給湯装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来この種の貯湯式給湯装置においては、貯湯タンク内に浴槽水を追い焚きするための２つの熱交換器（貯湯タンク内上部に第１熱交換器、第１熱交換器の下方に第２熱交換器）が設けられ、浴槽水の追い焚き負荷に基づいて運転区分された複数の追い焚き運転モードを有し、追い焚き運転モードに応じて２つの熱交換器を使い分けて浴槽水を追い焚きするものがあり、追い焚きモードの場合は、第１熱交換器を用いて浴槽水を追い焚きするようにし、浴槽水を所定温度に保温する保温モードの場合は、第２熱交換器を用いて浴槽水を追い焚きするものであった（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２００４−２４５４６２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、従来の貯湯式給湯装置は、前記追い焚きモードが実行された場合、第１熱交換器を用いて浴槽水を追い焚きするが、追い焚き後の貯湯タンク内の湯温は、第１熱交換器が配設された付近だけが下がるだけでなく、第１熱交換器より下方の第２熱交換器付近の湯温まで下がってしまう。そうすると、追い焚きモード後に前記保温モードが実行された場合、第２熱交換器付近の湯温が下がった状態から第２熱交換器を用いて浴槽水を所定温度に保温するための追い焚きが開始されることになり、その時は、浴槽水と貯湯タンク内の第２熱交換器付近の湯水との温度差が小さく、熱交換効率が悪くなってしまい、場合によっては、浴槽水を追い焚きするための第２熱交換器付近の熱量が不足し、第２熱交換器を用いての追い焚きができないという問題を有するものであった。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
そこで、この発明は上記課題を解決するために、特に請求項１ではその構成を、湯水を貯湯する貯湯タンクと、該貯湯タンク内の湯水を加熱する加熱手段と、前記貯湯タンク内の湯水を熱源として浴槽の浴槽水を追い焚きする前記貯湯タンク内上部に設けた第１熱交換器と前記貯湯タンク内中間部に設けた第２熱交換器とからなる風呂熱交換器と、前記浴槽と前記風呂熱交換器とを環状に接続する風呂循環回路と、該風呂循環回路に設けられ前記浴槽から浴槽水を前記第１熱交換器または前記第２熱交換器の何れか一方に循環させるように浴槽水の流れを切り換える切換手段と、前記第２熱交換器付近の前記貯湯タンク内の湯水の温度を検出する貯湯温度検出手段とを備え、前記浴槽から浴槽水を前記第１熱交換器または前記第２熱交換器の何れか一方に循環させて浴槽水の追い焚きを行うようにしたものであって、浴槽水の追い焚きの際に、前記貯湯温度検出手段の検出する湯水の温度が所定温度以上である場合は、前記切換手段を前記第２熱交換器に浴槽水が循環するように切り換えて、前記第２熱交換器を用いた浴槽水の追い焚きを行い、前記貯湯温度検出手段の検出する湯水の温度が所定温度未満である場合は、前記切換手段を前記第１熱交換器に浴槽水が循環するように切り換えて、前記第１熱交換器を用いた浴槽水の追い焚きを行うものとした。
【０００６】
また、請求項２では、前記加熱手段はヒートポンプ式加熱手段とし、前記第２熱交換器付近の前記貯湯タンク中間部側面に中温水取出口を設けたものとした。
【発明の効果】
【０００７】
この発明の請求項１によれば、浴槽水の追い焚きの際に、貯湯温度検出手段の検出する第２熱交換器付近の湯水の温度が所定温度以上である場合は、切換手段を第２熱交換器に浴槽水が循環するように切り換えて、第２熱交換器を用いて浴槽水の追い焚きを行うことで、熱交換効率良く浴槽水の追い焚きを行うことができ、且つ、第１熱交換器が設けられた貯湯タンク上部の湯温に極力影響を与えることなく貯湯タンク上部には高温水を残すことができ、それによって、第１熱交換器における熱交換効率を確保することができ、さらに、貯湯温度検出手段の検出する第２熱交換器付近の湯水の温度が所定温度未満の場合は、切換手段を第１熱交換器に浴槽水が循環するように切り換えて、第１熱交換器を用いて浴槽水の追い焚きを行うことで、熱交換効率良く浴槽水の追い焚きを行うことができるものであり、常に熱交換効率が良い状態で浴槽水の追い焚きを行うことができるものである。
【０００８】
また、請求項２によれば、中温水取出口を第２熱交換器付近の貯湯タンク中間部側面に設けたことで、浴槽水の追い焚きによって第２熱交換器付近で生成された中温水は、中温水取出口から給湯等により積極的に取り出されるされるので、第２熱交換器付近で生成された中温水が、第１熱交換器が設けられた貯湯タンク上部の高温水と混ざって湯温を低下させてしまうのを低減させ、第１熱交換器における熱交換効率を確保することができ、さらに、加熱手段がヒートポンプ式加熱手段である場合には、中温水取出口から中温水を取り出して貯湯タンク内の中温水を減少させることで、ヒートポンプ式加熱手段による貯湯タンク内の湯水の沸き上げ運転時の効率を向上させることができるものである。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】この発明の貯湯式給湯装置の一実施形態の概略構成図。
【図２】同一実施形態の浴槽水の追い焚き動作を示すフローチャート。
【図３】同一実施形態の浴槽水の追い焚き動作時に第２熱交換器を用いる場合の浴槽水の流れを示す説明図。
【図４】同一実施形態の浴槽水の追い焚き動作時に第１熱交換器を用いる場合の浴槽水の流れを示す説明図。
【図５】この発明の貯湯式給湯装置の他の実施形態の概略構成図。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
次に、本発明の貯湯式給湯装置の一実施形態について図１に基づき説明する。
１は湯水を貯湯する貯湯タンク２を有した貯湯タンクユニット、３は貯湯タンク２内の湯水を加熱する加熱手段としてのヒートポンプ式加熱手段、４は貯湯タンク２とヒートポンプ式加熱手段３とを湯水が循環するよう環状に接続した加熱循環回路、５は台所や洗面所等に設けられた給湯端末としての給湯栓、６はこの貯湯式給湯装置を遠隔操作するリモコン、７は浴槽である。なお、前記貯湯タンク２は、上部の覆椀状の上部鏡板と、中間部の筒状の胴体部と、下部の椀状の下部鏡板とからなり、上部鏡板の周縁端部と胴体部の上端周縁部とが溶接され、下部鏡板の周縁端部と胴体部の下端周縁部とが溶接されて貯湯タンク２を形成しているものである。
【００１１】
前記ヒートポンプ式加熱手段３は、冷媒を圧縮する圧縮機８と、圧縮機８から吐出された高温高圧の冷媒と加熱循環回路４を循環する貯湯タンク２内の湯水とを熱交換する水冷媒熱交換器９と、水冷媒熱交換器９通過後の冷媒を減圧させる減圧器としての電子膨張弁１０と、電子膨張弁１０からの低温低圧の冷媒を蒸発させる蒸発器としての空気熱交換器１１とを冷媒配管で環状に接続したヒートポンプサイクル１２と、加熱循環回路４途中に設けられて貯湯タンク２の湯水を循環させる加熱循環ポンプ１３と、ヒートポンプ式加熱手段３内の圧縮機８等のアクチュエータを制御するヒーポン制御部１４とを備えており、ヒートポンプサイクル１２内には冷媒として二酸化炭素が用いられて超臨界ヒートポンプサイクルを構成しているものである。
【００１２】
１５は貯湯タンク２の下部に接続され貯湯タンク２に給水する給水管、１６は給水管１５途中に設けられ給水圧を所定の圧力まで減圧する減圧弁、１７は給水管１５途中に設けられ給水の温度を検出する給水温度センサ、１８は貯湯タンク２の上部に接続され貯湯タンク２上部から高温水を取り出す出湯管、１９は貯湯タンク２の上部に設けられ貯湯タンク２内の過圧を逃がす負圧作動弁付きの過圧逃がし弁である。
【００１３】
２０は貯湯タンク２内の湯水を熱源として前記浴槽７の浴槽水を追い焚きするための蛇管よりなる風呂熱交換器で、この風呂熱交換器２０は、貯湯タンク２内上部の前記上部鏡板内に設けた第１熱交換器２１と、貯湯タンク２内中間部の前記胴体部内に設けた第２熱交換器２２との２つの熱交換器からなり、第１熱交換器２１の上端には浴槽水が流出する第１熱交流出口２１ａ、第１熱交換器２１の下端には浴槽水が流入する第１熱交流入口２１ｂが配設され、第２熱交換器２２の上端には浴槽水が流出する第２熱交流出口２２ａ、第２熱交換器２２の下端には浴槽水が流入する第２熱交流入口２２ｂが配設されているものである。
【００１４】
２３は浴槽７と風呂熱交換器２０とを接続する風呂往き管２４および風呂戻り管２５からなる環状の風呂循環回路で、風呂往き管２４は浴槽７の浴槽水を第１熱交換器２１、第２熱交換器２２に流通させる風呂配管で、風呂戻り管２５は第１熱交換器２１、第２熱交換器２２を流通した浴槽水を浴槽７に戻す風呂配管である。また、２６は風呂循環回路２３に設けられ浴槽水を循環させる風呂循環ポンプ、２７は風呂循環回路２３に設けられた浴槽水の温度を検出する風呂温度センサである。
【００１５】
前記風呂循環回路２３には、風呂往き管２４と風呂戻り管２５とを接続して風呂熱交換器２０をバイパスする風呂バイパス管２８と、風呂バイパス管２８と風呂循環回路２３との接続部に設けられ、風呂熱交換器２０側に浴槽水を流通させる状態と風呂熱交換器２０をバイパスする状態とに切換可能な電動三方弁よりなる風呂三方弁２９とが設けられており、風呂三方弁２９は、浴槽７内の浴槽水を追い焚きする時には、風呂熱交換器２０側に浴槽水を流通させる状態に切り換えられ、浴槽７へ湯張りを行う時、または、追い焚きや保温前の風呂温度センサ２７による浴槽水の温度確認を行う時には、風呂熱交換器２０をバイパスする状態に切り換えられるものである。
【００１６】
さらに、前記風呂循環回路２３には、浴槽７の浴槽水を風呂熱交換器２０に循環させて、貯湯タンク２内の湯水と浴槽水とを熱交換させて浴槽水を加熱する浴槽水の追い焚きの際に、風呂熱交換器２０のうち第１熱交換器２１または第２熱交換器２２の何れか一方に浴槽水を循環させるように、浴槽水の流れを切り換える切換手段としての電動三方弁よりなる切換弁３０が設けられているものである。
【００１７】
前記切換弁３０は、流入側の接続口３０ａに浴槽７側の風呂往き管２４が接続され、２つの流出側の接続口３０ｂ、３０ｃのうち一方の接続口３０ｂには、接続口３０ｂと第１熱交換器２１の第１熱交流入口２１ｂとを連通する風呂往き管２４が接続され、他方の接続口３０ｃには、接続口３０ｃと第２熱交換器２２の第２熱交流入口２２ｂとを連通する風呂往き管２４が接続されており、切換弁３０はステッピングモーター（図示せず）の駆動によって内方の弁体（図示せず）を動かして、流入側の接続口３０ａと流出側の接続口３０ｂとを連通させる第１状態とすることで、第１熱交換器２１に浴槽水が循環する状態となり、切換弁３０はステッピングモーターの駆動によって内方の弁体を動かして、流入側の接続口３０ａと流出側の接続口３０ｃとを連通させる第２状態とすることで、第２熱交換器２２に浴槽水が循環する状態となるものであり、浴槽水の追い焚きの際に、切換弁３０を前記第１状態または前記第２状態とすることで、浴槽７から浴槽水を第１熱交換器２１または第２熱交換器２２の何れか一方に循環させて第１熱交換器２１または第２熱交換器２２の何れか一方を用いた追い焚きを行えるようにするものである。
【００１８】
３１は前記第２熱交換器２２の上端より下方であって、第２熱交換器２２付近の貯湯タンク２中間部側面に設けられた貯湯タンク２中間部の湯水を取り出す中温水取出口で、中温水取出口３１は、浴槽水の追い焚き時に、風呂熱交換器２０のうち特に第２熱交換器２２を用いた熱交換によって生成された中温水を貯湯タンク２から取り出す取出口である。３２は中温水取出口３１に接続された中温水取出管、３３は出湯管１８途中で中温水取出管３２の下流に設けられた電動ミキシング弁よりなる中温水取出弁、３４は中温水取出弁３３下流の中間給湯管３５に設けた中間温度センサであり、中温水取出弁３３は中間温度センサ３４で検出する湯温がリモコン６でユーザが設定した給湯設定温度より所定温度高い混合目標温度になるように、中温水取出弁３３内部の弁体（図示せず）の弁開度が制御されるものである。
【００１９】
３６は中温水取出弁３３からの湯水と給水管１５から分岐された給水バイパス管３７からの給水とを混合する電動ミキシング弁よりなる給湯混合弁、３８は給湯混合弁３６で混合された湯を給湯栓５に供給する給湯管、３９は給湯管３８に設けられ給湯混合弁３６で混合された湯の温度を検出する給湯温度センサ、４０は給湯管３８に設けられ給湯流量をカウントする給湯流量センサであり、給湯混合弁３６は給湯温度センサ３９の検出する湯温がリモコン６でユーザが設定した給湯設定温度になるように、給湯混合弁３６内部の弁体（図示せず）の弁開度が制御されるものである。
【００２０】
４１は給湯管３８から分岐され風呂循環回路２３に接続され浴槽７への注湯を行う湯張り管で、この湯張り管４１には、浴槽７への注湯の開始／停止を行う湯張り弁４２と、浴槽７への注湯量をカウントする風呂流量センサ４３と、浴槽７の浴槽水が逆流するのを防止する二重に配設した逆止弁４４とが設けられているものである。
【００２１】
４５は貯湯タンク２側面の上下方向に複数個配置された貯湯温度検出手段としての貯湯温度センサで、この実施形態では上から順に、第１貯湯温度センサ４５ａ、第２貯湯温度センサ４５ｂ、第３貯湯温度センサ４５ｃ、第４貯湯温度センサ４５ｄの４つが配置されているものであり、貯湯温度センサ４５が検出する温度情報によって、貯湯タンク２内にどれだけの熱量が残っているかを検知し、そして貯湯タンク２内の上下方向の温度分布を検知するものである。なお、第１貯湯温度センサ４５ａは貯湯タンク２内の第１熱交換器２１の下端付近の湯水の温度を検出し、第２貯湯温度センサ４５ｂは貯湯タンク２内の第２熱交換器２２の下端付近の湯水の温度を検出するものである。
【００２２】
前記リモコン６には、給湯設定温度を設定する給湯温度設定スイッチ４６と、風呂設定温度を設定する風呂温度設定スイッチ４７と、浴槽７へ風呂設定温度の湯をリモコン６の湯張り量設定スイッチ（図示せず）で設定された湯張り量注湯させ、所定時間保温させる風呂自動スイッチ４８と、浴槽７内の浴槽水を風呂熱交換器２０に循環させて追い焚きさせるあつめスイッチ４９とが設けられているものである。
【００２３】
５０はヒートポンプ式加熱手段３の駆動開始・停止制御や、貯湯タンクユニット１内の各センサの入力やリモコン６の各種スイッチの入力を受けて各アクチュエータの駆動を制御する制御手段としての貯湯制御部であり、貯湯制御部５０はリモコン６と無線または有線により通信可能に接続されていると共に、ヒーポン制御部１４と有線にて通信可能に接続されているものである。
【００２４】
前記貯湯制御部５０は、浴槽７の浴槽水を風呂熱交換器２０に循環させて、貯湯タンク２内の湯水と浴槽水とを熱交換させて浴槽水を加熱する浴槽水の追い焚きの際に、貯湯温度センサ４５で検出する貯湯タンク２内の湯水の温度、具体的には第２貯湯温度センサ４５ｂの検出温度に基づいて、切換弁３０を前記第１状態とするか、前記第２状態とするかを決定し、第１熱交換器２１を用いた追い焚きを行うか、第２熱交換器２２を用いた追い焚きを行うかを決定するものである。
【００２５】
次に、図１に示した一実施形態の貯湯式給湯装置の動作を説明する。
先ず、貯湯タンク２内の湯水をヒートポンプ式加熱手段３により沸き上げる沸き上げ運転について説明すると、時間帯別契約電力の電力単価が安価な深夜電力時間帯になって貯湯温度センサ４５が貯湯タンク２内に翌日に必要な熱量が残っていないことを検出すると、貯湯制御部５０はヒーポン制御部１４に対して沸き上げ運転開始を指示する。指示を受けたヒーポン制御部１４は圧縮機８や加熱循環ポンプ１３の駆動を開始させ、加熱循環回路４を介して貯湯タンク２から供給される低温の湯水を水冷媒熱交換器９にて高温に沸き上げ、貯湯タンク２に戻し、貯湯タンク２上部から順次積層して高温水を貯湯していく。そして、貯湯温度センサ４５が必要な熱量が貯湯タンク２内に貯湯されたことを検出すると、貯湯制御部５０はヒーポン制御部１４に対して沸き上げ運転停止を指示し、指示を受けたヒーポン制御部１４は圧縮機８や加熱循環ポンプ１３の駆動を停止させ、沸き上げ運転を終了するものである。
【００２６】
次に、この一実施形態の貯湯式給湯装置の特徴的な動作である浴槽水の追い焚き動作を図２〜図４に基づいて説明する。図２は浴槽水の追い焚き動作を示すフローチャートであり、図３は浴槽水の追い焚き動作時に第２熱交換器２２を用いた場合の浴槽水の流れを示す説明図であり、図４は浴槽水の追い焚き動作時に第１熱交換器２１を用いた場合の浴槽水の流れを示す説明図である。
【００２７】
また、本実施形態での浴槽水の追い焚き動作は、ユーザがリモコン６のあつめスイッチ４９を操作することで行われる追い焚きと、浴槽水を所定温度に保温するために所定時間毎に行われる追い焚きとを含むものであり、ここでは、ユーザがリモコン６のあつめスイッチ４９を操作することで行われる追い焚きの場合を例に挙げて説明することとし、浴槽水を所定温度に保温するための追い焚きについても同様の動作を行うものとする。
【００２８】
前記リモコン６のあつめスイッチ４９がユーザにより操作されると、貯湯制御部５０は、第２貯湯温度センサ４５ｂの検出する湯水の温度が浴槽水の追い焚きに最低限必要な所定温度以上、例えば５５℃以上であるか否かを判断し（ステップＳ１）、第２貯湯温度センサ４５ｂの検出する湯水の温度が所定温度以上であると判断すると、第２熱交換器２２に浴槽水を流通させるように、切換弁３０を流入側の接続口３０ａと流出側の接続口３０ｃとを連通させる前記第２状態に切り換えて、風呂往き管２４が第２熱交換器２２と連通する状態とし（ステップＳ２）、また、風呂三方弁２９を風呂熱交換器２０側に浴槽水を流通させる状態に切り換え、風呂循環ポンプ２６を駆動させて、図３において太線で示すように、浴槽７の浴槽水を風呂往き管２４を介して第２熱交換器２２に循環させて浴槽水を加熱し、第２熱交換器２２で加熱された浴槽水を風呂戻り管２５を介して浴槽７内に戻すものである。
【００２９】
そして、風呂温度センサ２７で検出する浴槽水の温度が目標温度、例えばリモコン６で設定した風呂設定温度より所定温度高い温度に達したか否かを判断し（ステップＳ３）、風呂温度センサ２７で検出する浴槽水の温度が目標温度に達していないと判断すると、前記ステップＳ１の処理に戻り、追い焚き動作を継続し、前記ステップＳ３にて、風呂温度センサ２７で検出する浴槽水の温度が目標温度に達したと判断すると、風呂循環ポンプ２６を停止して、浴槽水の追い焚き動作を終了するものである。
【００３０】
一方、前記リモコン６のあつめスイッチ４９がユーザにより操作され、貯湯制御部５０が、前記ステップＳ１で、第２貯湯温度センサ４５ｂの検出する湯水の温度が所定温度未満であると判断すると、第１貯湯温度センサ４５ａの検出する湯水の温度が所定温度以上、例えば５５℃以上であるか否かを判断し（ステップＳ４）、第１貯湯温度センサ４５ａの検出する湯水の温度が所定温度以上であると判断すると、第１熱交換器２１に浴槽水を流通させるように、切換弁３０を流入側の接続口３０ａと流出側の接続口３０ｂとを連通させる前記第１状態に切り換えて、風呂往き管２４が第１熱交換器２１と連通する状態とし（ステップＳ５）、また、風呂三方弁２９を風呂熱交換器２０側に浴槽水を流通させる状態に切り換え、風呂循環ポンプ２６を駆動させて、図４において太線で示すように、浴槽７の浴槽水を風呂往き管２４を介して第１熱交換器２１に循環させて浴槽水を加熱し、第１熱交換器２１で加熱された浴槽水を風呂戻り管２５を介して浴槽７内に戻すものである。
【００３１】
そして、風呂温度センサ２７で検出する浴槽水の温度が目標温度、例えばリモコン６で設定した風呂設定温度より所定温度高い温度に達したか否かを判断し（ステップＳ３）、風呂温度センサ２７で検出する浴槽水の温度が目標温度に達していないと判断すると、前記ステップＳ１の処理に戻り、追い焚き動作を継続し、前記ステップＳ３にて、風呂温度センサ２７で検出する浴槽水の温度が目標温度に達したと判断すると、風呂循環ポンプ２６を停止して、浴槽水の追い焚き動作を終了するものである。
【００３２】
なお、前記ステップＳ４で貯湯制御部５０が、第１貯湯温度センサ４５ａの検出する湯水の温度が所定温度未満であると判断した場合は、浴槽水の追い焚きに必要な熱量が貯湯タンク２内に無いと判断し、貯湯制御部５０はヒーポン制御部１４に対して貯湯タンク２内の湯水を所定量沸き上げる沸き上げ運転を指示するものである（ステップＳ６）。この時、貯湯タンク２内の熱量不足によって浴槽水の追い焚きが行えない旨をリモコン６から表示、音声にて報知してもよいものである。
【００３３】
また、第２熱交換器２２を用いて浴槽水の追い焚きを行っている時であって、風呂温度センサ２７で検出する浴槽水の温度が目標温度に達していない時、すなわち、前記ステップＳ１、前記ステップＳ２、前記ステップＳ３の処理を繰り返し行っている時に、前記ステップＳ１で貯湯制御部５０が、第２貯湯温度センサ４５ｂの検出温度が所定温度未満になったと判断した場合は、前記ステップＳ４の処理に進み、第１貯湯温度センサ４５ａの検出する湯水の温度が所定温度以上であると判断すると、前記ステップＳ５で、切換弁３０を第１状態に切り換え、第２熱交換器２２を用いた浴槽水の追い焚きから第１熱交換器２１を用いた浴槽水の追い焚きに切り換えて、浴槽水の追い焚きを継続するものである。
【００３４】
以上説明した浴槽水の追い焚き動作において、前記ステップＳ１で貯湯制御部５０が、第２貯湯温度センサ４５ｂの検出する第２熱交換器２２下端付近の湯水の温度が所定温度以上であると判断した場合は、前記ステップＳ２で、切換弁３０を前記第２状態として、風呂熱交換器２０のうち下方に設けられた第２熱交換器２２を用いて浴槽水の追い焚きを行うことで、熱交換効率良く浴槽水の追い焚きを行うことができ、且つ、第１熱交換器２１が設けられた貯湯タンク２上部の湯温に極力影響を与えることなく貯湯タンク２上部には高温水を残し、第１熱交換器２１における熱交換効率を確保することができ、また、前記ステップＳ１で貯湯制御部５０が、第２貯湯温度センサ４５ｂの検出する第２熱交換器２２下端付近の湯水の温度が所定温度未満であると判断した場合は、前記ステップＳ４で、第１貯湯温度センサ４５ａの検出する湯水の温度が所定温度以上であるか否かを判断し、第１貯湯温度センサ４５ａの検出する湯水の温度が所定温度以上であると判断した場合は、前記ステップＳ５で、切換弁３０を前記第１状態として、第１熱交換器２１を用いて浴槽水の追い焚きを行うことで、熱交換効率良く浴槽水の追い焚きを行うことができるものであり、浴槽水の追い焚き動作時は常に熱交換効率が良い状態で浴槽水の追い焚きを行うことができるものである。
【００３５】
また、中温水取出口３１を第２熱交換器２２付近に設けたことで、浴槽水の追い焚きによって第２熱交換器２２付近で生成された中温水は、中温水取出口３１から給湯等により積極的に取り出されるので、第２熱交換器２２付近で生成された中温水が、第１熱交換器２１が設けられた貯湯タンク２上部の高温水と混ざって湯温を低下させてしまうのを低減させ、第１熱交換器２１における熱交換効率を確保することができ、さらに、中温水取出口３１から中温水を取り出して貯湯タンク２内の中温水を減少させることで、ヒートポンプ式加熱手段３による貯湯タンク２内の湯水の沸き上げ運転時の効率を向上させることができるものである。
【００３６】
なお、本発明は先に説明した一実施形態に限定されるものでなく、本実施形態では、中温水取出弁３３を電動ミキシング弁としたが、中温水取出弁３３を中温水取出管３２からの湯水または出湯管１８からの湯水のどちらかを給湯混合弁３６に供給する切換可能な三方弁としてもよいものである。
【００３７】
また、本実施形態では、切換弁３０は、流入側の接続口３０ａに浴槽７側の風呂往き管２４が接続され、２つの流出側の接続口３０ｂ、３０ｃのうち一方の接続口３０ｂには、接続口３０ｂと第１熱交換器２１の第１熱交流入口２１ｂとを連通する風呂往き管２４が接続され、他方の接続口３０ｃには、接続口３０ｃと第２熱交換器２２の第２熱交流入口２２ｂとを連通する風呂往き管２４が接続されており、切換弁３０はステッピングモーターの駆動によって内方の弁体を動かして、前記第１状態とすることで、第１熱交換器２１に浴槽水が循環する状態となり、切換弁３０はステッピングモーターの駆動によって内方の弁体を動かして、前記第２状態とすることで、第２熱交換器２２に浴槽水が循環する状態となるものとしたが、図５に示すように、風呂循環回路２３に切換弁３０の代わりに切換手段としての電動三方弁よりなる切換弁５１を設けてもよいものである。
【００３８】
前記切換弁５１は、流出側の接続口５１ａに浴槽７側の風呂戻り管２５が接続され、２つの流入側の接続口５１ｂ、５１ｃのうち一方の接続口５１ｂには、接続口５１ｂと第１熱交換器２１の第１熱交流出口２１ａとを連通する風呂戻り管２５が接続され、他方の接続口５１ｃには、接続口５１ｃと第２熱交換器２２の第２熱交流出口２２ａとを連通する風呂戻り管２５が接続されており、切換弁５１はステッピングモーター（図示せず）の駆動によって内方の弁体（図示せず）を動かして、流入側の接続口５１ｂと流出側の接続口５１ａとを連通させる第３状態とすることで、第１熱交換器２１に浴槽水が循環する状態となるものであり、切換弁３０はステッピングモーターの駆動によって内方の弁体を動かして、流入側の接続口５１ｃと流出側の接続口５１ａとを連通させる第４状態とすることで、第２熱交換器２２に浴槽水が循環する状態となるものであり、先に説明した浴槽水の追い焚き動作において、前記ステップＳ２で切換弁３０を第２状態に切り換えていたところを、代わりに切換弁５１を第４状態に切り換えるようにし、前記ステップＳ５で切換弁３０を第１状態に切り換えていたところを、代わりに切換弁５１を第３状態に切り換えるようにすることで、切換弁５１は切換弁３０と同様の作用効果を得ることができるものである。
【符号の説明】
【００３９】
２ 貯湯タンク
３ ヒートポンプ式加熱手段
７ 浴槽
２０ 風呂熱交換器
２１ 第１熱交換器
２２ 第２熱交換器
２３ 風呂循環回路
３０ 切換弁
４５ 貯湯温度センサ
【技術分野】
【０００１】
この発明は、貯湯タンク内の湯水を利用して浴槽水を追い焚きする貯湯式給湯装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来この種の貯湯式給湯装置においては、貯湯タンク内に浴槽水を追い焚きするための２つの熱交換器（貯湯タンク内上部に第１熱交換器、第１熱交換器の下方に第２熱交換器）が設けられ、浴槽水の追い焚き負荷に基づいて運転区分された複数の追い焚き運転モードを有し、追い焚き運転モードに応じて２つの熱交換器を使い分けて浴槽水を追い焚きするものがあり、追い焚きモードの場合は、第１熱交換器を用いて浴槽水を追い焚きするようにし、浴槽水を所定温度に保温する保温モードの場合は、第２熱交換器を用いて浴槽水を追い焚きするものであった（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２００４−２４５４６２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、従来の貯湯式給湯装置は、前記追い焚きモードが実行された場合、第１熱交換器を用いて浴槽水を追い焚きするが、追い焚き後の貯湯タンク内の湯温は、第１熱交換器が配設された付近だけが下がるだけでなく、第１熱交換器より下方の第２熱交換器付近の湯温まで下がってしまう。そうすると、追い焚きモード後に前記保温モードが実行された場合、第２熱交換器付近の湯温が下がった状態から第２熱交換器を用いて浴槽水を所定温度に保温するための追い焚きが開始されることになり、その時は、浴槽水と貯湯タンク内の第２熱交換器付近の湯水との温度差が小さく、熱交換効率が悪くなってしまい、場合によっては、浴槽水を追い焚きするための第２熱交換器付近の熱量が不足し、第２熱交換器を用いての追い焚きができないという問題を有するものであった。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
そこで、この発明は上記課題を解決するために、特に請求項１ではその構成を、湯水を貯湯する貯湯タンクと、該貯湯タンク内の湯水を加熱する加熱手段と、前記貯湯タンク内の湯水を熱源として浴槽の浴槽水を追い焚きする前記貯湯タンク内上部に設けた第１熱交換器と前記貯湯タンク内中間部に設けた第２熱交換器とからなる風呂熱交換器と、前記浴槽と前記風呂熱交換器とを環状に接続する風呂循環回路と、該風呂循環回路に設けられ前記浴槽から浴槽水を前記第１熱交換器または前記第２熱交換器の何れか一方に循環させるように浴槽水の流れを切り換える切換手段と、前記第２熱交換器付近の前記貯湯タンク内の湯水の温度を検出する貯湯温度検出手段とを備え、前記浴槽から浴槽水を前記第１熱交換器または前記第２熱交換器の何れか一方に循環させて浴槽水の追い焚きを行うようにしたものであって、浴槽水の追い焚きの際に、前記貯湯温度検出手段の検出する湯水の温度が所定温度以上である場合は、前記切換手段を前記第２熱交換器に浴槽水が循環するように切り換えて、前記第２熱交換器を用いた浴槽水の追い焚きを行い、前記貯湯温度検出手段の検出する湯水の温度が所定温度未満である場合は、前記切換手段を前記第１熱交換器に浴槽水が循環するように切り換えて、前記第１熱交換器を用いた浴槽水の追い焚きを行うものとした。
【０００６】
また、請求項２では、前記加熱手段はヒートポンプ式加熱手段とし、前記第２熱交換器付近の前記貯湯タンク中間部側面に中温水取出口を設けたものとした。
【発明の効果】
【０００７】
この発明の請求項１によれば、浴槽水の追い焚きの際に、貯湯温度検出手段の検出する第２熱交換器付近の湯水の温度が所定温度以上である場合は、切換手段を第２熱交換器に浴槽水が循環するように切り換えて、第２熱交換器を用いて浴槽水の追い焚きを行うことで、熱交換効率良く浴槽水の追い焚きを行うことができ、且つ、第１熱交換器が設けられた貯湯タンク上部の湯温に極力影響を与えることなく貯湯タンク上部には高温水を残すことができ、それによって、第１熱交換器における熱交換効率を確保することができ、さらに、貯湯温度検出手段の検出する第２熱交換器付近の湯水の温度が所定温度未満の場合は、切換手段を第１熱交換器に浴槽水が循環するように切り換えて、第１熱交換器を用いて浴槽水の追い焚きを行うことで、熱交換効率良く浴槽水の追い焚きを行うことができるものであり、常に熱交換効率が良い状態で浴槽水の追い焚きを行うことができるものである。
【０００８】
また、請求項２によれば、中温水取出口を第２熱交換器付近の貯湯タンク中間部側面に設けたことで、浴槽水の追い焚きによって第２熱交換器付近で生成された中温水は、中温水取出口から給湯等により積極的に取り出されるされるので、第２熱交換器付近で生成された中温水が、第１熱交換器が設けられた貯湯タンク上部の高温水と混ざって湯温を低下させてしまうのを低減させ、第１熱交換器における熱交換効率を確保することができ、さらに、加熱手段がヒートポンプ式加熱手段である場合には、中温水取出口から中温水を取り出して貯湯タンク内の中温水を減少させることで、ヒートポンプ式加熱手段による貯湯タンク内の湯水の沸き上げ運転時の効率を向上させることができるものである。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】この発明の貯湯式給湯装置の一実施形態の概略構成図。
【図２】同一実施形態の浴槽水の追い焚き動作を示すフローチャート。
【図３】同一実施形態の浴槽水の追い焚き動作時に第２熱交換器を用いる場合の浴槽水の流れを示す説明図。
【図４】同一実施形態の浴槽水の追い焚き動作時に第１熱交換器を用いる場合の浴槽水の流れを示す説明図。
【図５】この発明の貯湯式給湯装置の他の実施形態の概略構成図。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
次に、本発明の貯湯式給湯装置の一実施形態について図１に基づき説明する。
１は湯水を貯湯する貯湯タンク２を有した貯湯タンクユニット、３は貯湯タンク２内の湯水を加熱する加熱手段としてのヒートポンプ式加熱手段、４は貯湯タンク２とヒートポンプ式加熱手段３とを湯水が循環するよう環状に接続した加熱循環回路、５は台所や洗面所等に設けられた給湯端末としての給湯栓、６はこの貯湯式給湯装置を遠隔操作するリモコン、７は浴槽である。なお、前記貯湯タンク２は、上部の覆椀状の上部鏡板と、中間部の筒状の胴体部と、下部の椀状の下部鏡板とからなり、上部鏡板の周縁端部と胴体部の上端周縁部とが溶接され、下部鏡板の周縁端部と胴体部の下端周縁部とが溶接されて貯湯タンク２を形成しているものである。
【００１１】
前記ヒートポンプ式加熱手段３は、冷媒を圧縮する圧縮機８と、圧縮機８から吐出された高温高圧の冷媒と加熱循環回路４を循環する貯湯タンク２内の湯水とを熱交換する水冷媒熱交換器９と、水冷媒熱交換器９通過後の冷媒を減圧させる減圧器としての電子膨張弁１０と、電子膨張弁１０からの低温低圧の冷媒を蒸発させる蒸発器としての空気熱交換器１１とを冷媒配管で環状に接続したヒートポンプサイクル１２と、加熱循環回路４途中に設けられて貯湯タンク２の湯水を循環させる加熱循環ポンプ１３と、ヒートポンプ式加熱手段３内の圧縮機８等のアクチュエータを制御するヒーポン制御部１４とを備えており、ヒートポンプサイクル１２内には冷媒として二酸化炭素が用いられて超臨界ヒートポンプサイクルを構成しているものである。
【００１２】
１５は貯湯タンク２の下部に接続され貯湯タンク２に給水する給水管、１６は給水管１５途中に設けられ給水圧を所定の圧力まで減圧する減圧弁、１７は給水管１５途中に設けられ給水の温度を検出する給水温度センサ、１８は貯湯タンク２の上部に接続され貯湯タンク２上部から高温水を取り出す出湯管、１９は貯湯タンク２の上部に設けられ貯湯タンク２内の過圧を逃がす負圧作動弁付きの過圧逃がし弁である。
【００１３】
２０は貯湯タンク２内の湯水を熱源として前記浴槽７の浴槽水を追い焚きするための蛇管よりなる風呂熱交換器で、この風呂熱交換器２０は、貯湯タンク２内上部の前記上部鏡板内に設けた第１熱交換器２１と、貯湯タンク２内中間部の前記胴体部内に設けた第２熱交換器２２との２つの熱交換器からなり、第１熱交換器２１の上端には浴槽水が流出する第１熱交流出口２１ａ、第１熱交換器２１の下端には浴槽水が流入する第１熱交流入口２１ｂが配設され、第２熱交換器２２の上端には浴槽水が流出する第２熱交流出口２２ａ、第２熱交換器２２の下端には浴槽水が流入する第２熱交流入口２２ｂが配設されているものである。
【００１４】
２３は浴槽７と風呂熱交換器２０とを接続する風呂往き管２４および風呂戻り管２５からなる環状の風呂循環回路で、風呂往き管２４は浴槽７の浴槽水を第１熱交換器２１、第２熱交換器２２に流通させる風呂配管で、風呂戻り管２５は第１熱交換器２１、第２熱交換器２２を流通した浴槽水を浴槽７に戻す風呂配管である。また、２６は風呂循環回路２３に設けられ浴槽水を循環させる風呂循環ポンプ、２７は風呂循環回路２３に設けられた浴槽水の温度を検出する風呂温度センサである。
【００１５】
前記風呂循環回路２３には、風呂往き管２４と風呂戻り管２５とを接続して風呂熱交換器２０をバイパスする風呂バイパス管２８と、風呂バイパス管２８と風呂循環回路２３との接続部に設けられ、風呂熱交換器２０側に浴槽水を流通させる状態と風呂熱交換器２０をバイパスする状態とに切換可能な電動三方弁よりなる風呂三方弁２９とが設けられており、風呂三方弁２９は、浴槽７内の浴槽水を追い焚きする時には、風呂熱交換器２０側に浴槽水を流通させる状態に切り換えられ、浴槽７へ湯張りを行う時、または、追い焚きや保温前の風呂温度センサ２７による浴槽水の温度確認を行う時には、風呂熱交換器２０をバイパスする状態に切り換えられるものである。
【００１６】
さらに、前記風呂循環回路２３には、浴槽７の浴槽水を風呂熱交換器２０に循環させて、貯湯タンク２内の湯水と浴槽水とを熱交換させて浴槽水を加熱する浴槽水の追い焚きの際に、風呂熱交換器２０のうち第１熱交換器２１または第２熱交換器２２の何れか一方に浴槽水を循環させるように、浴槽水の流れを切り換える切換手段としての電動三方弁よりなる切換弁３０が設けられているものである。
【００１７】
前記切換弁３０は、流入側の接続口３０ａに浴槽７側の風呂往き管２４が接続され、２つの流出側の接続口３０ｂ、３０ｃのうち一方の接続口３０ｂには、接続口３０ｂと第１熱交換器２１の第１熱交流入口２１ｂとを連通する風呂往き管２４が接続され、他方の接続口３０ｃには、接続口３０ｃと第２熱交換器２２の第２熱交流入口２２ｂとを連通する風呂往き管２４が接続されており、切換弁３０はステッピングモーター（図示せず）の駆動によって内方の弁体（図示せず）を動かして、流入側の接続口３０ａと流出側の接続口３０ｂとを連通させる第１状態とすることで、第１熱交換器２１に浴槽水が循環する状態となり、切換弁３０はステッピングモーターの駆動によって内方の弁体を動かして、流入側の接続口３０ａと流出側の接続口３０ｃとを連通させる第２状態とすることで、第２熱交換器２２に浴槽水が循環する状態となるものであり、浴槽水の追い焚きの際に、切換弁３０を前記第１状態または前記第２状態とすることで、浴槽７から浴槽水を第１熱交換器２１または第２熱交換器２２の何れか一方に循環させて第１熱交換器２１または第２熱交換器２２の何れか一方を用いた追い焚きを行えるようにするものである。
【００１８】
３１は前記第２熱交換器２２の上端より下方であって、第２熱交換器２２付近の貯湯タンク２中間部側面に設けられた貯湯タンク２中間部の湯水を取り出す中温水取出口で、中温水取出口３１は、浴槽水の追い焚き時に、風呂熱交換器２０のうち特に第２熱交換器２２を用いた熱交換によって生成された中温水を貯湯タンク２から取り出す取出口である。３２は中温水取出口３１に接続された中温水取出管、３３は出湯管１８途中で中温水取出管３２の下流に設けられた電動ミキシング弁よりなる中温水取出弁、３４は中温水取出弁３３下流の中間給湯管３５に設けた中間温度センサであり、中温水取出弁３３は中間温度センサ３４で検出する湯温がリモコン６でユーザが設定した給湯設定温度より所定温度高い混合目標温度になるように、中温水取出弁３３内部の弁体（図示せず）の弁開度が制御されるものである。
【００１９】
３６は中温水取出弁３３からの湯水と給水管１５から分岐された給水バイパス管３７からの給水とを混合する電動ミキシング弁よりなる給湯混合弁、３８は給湯混合弁３６で混合された湯を給湯栓５に供給する給湯管、３９は給湯管３８に設けられ給湯混合弁３６で混合された湯の温度を検出する給湯温度センサ、４０は給湯管３８に設けられ給湯流量をカウントする給湯流量センサであり、給湯混合弁３６は給湯温度センサ３９の検出する湯温がリモコン６でユーザが設定した給湯設定温度になるように、給湯混合弁３６内部の弁体（図示せず）の弁開度が制御されるものである。
【００２０】
４１は給湯管３８から分岐され風呂循環回路２３に接続され浴槽７への注湯を行う湯張り管で、この湯張り管４１には、浴槽７への注湯の開始／停止を行う湯張り弁４２と、浴槽７への注湯量をカウントする風呂流量センサ４３と、浴槽７の浴槽水が逆流するのを防止する二重に配設した逆止弁４４とが設けられているものである。
【００２１】
４５は貯湯タンク２側面の上下方向に複数個配置された貯湯温度検出手段としての貯湯温度センサで、この実施形態では上から順に、第１貯湯温度センサ４５ａ、第２貯湯温度センサ４５ｂ、第３貯湯温度センサ４５ｃ、第４貯湯温度センサ４５ｄの４つが配置されているものであり、貯湯温度センサ４５が検出する温度情報によって、貯湯タンク２内にどれだけの熱量が残っているかを検知し、そして貯湯タンク２内の上下方向の温度分布を検知するものである。なお、第１貯湯温度センサ４５ａは貯湯タンク２内の第１熱交換器２１の下端付近の湯水の温度を検出し、第２貯湯温度センサ４５ｂは貯湯タンク２内の第２熱交換器２２の下端付近の湯水の温度を検出するものである。
【００２２】
前記リモコン６には、給湯設定温度を設定する給湯温度設定スイッチ４６と、風呂設定温度を設定する風呂温度設定スイッチ４７と、浴槽７へ風呂設定温度の湯をリモコン６の湯張り量設定スイッチ（図示せず）で設定された湯張り量注湯させ、所定時間保温させる風呂自動スイッチ４８と、浴槽７内の浴槽水を風呂熱交換器２０に循環させて追い焚きさせるあつめスイッチ４９とが設けられているものである。
【００２３】
５０はヒートポンプ式加熱手段３の駆動開始・停止制御や、貯湯タンクユニット１内の各センサの入力やリモコン６の各種スイッチの入力を受けて各アクチュエータの駆動を制御する制御手段としての貯湯制御部であり、貯湯制御部５０はリモコン６と無線または有線により通信可能に接続されていると共に、ヒーポン制御部１４と有線にて通信可能に接続されているものである。
【００２４】
前記貯湯制御部５０は、浴槽７の浴槽水を風呂熱交換器２０に循環させて、貯湯タンク２内の湯水と浴槽水とを熱交換させて浴槽水を加熱する浴槽水の追い焚きの際に、貯湯温度センサ４５で検出する貯湯タンク２内の湯水の温度、具体的には第２貯湯温度センサ４５ｂの検出温度に基づいて、切換弁３０を前記第１状態とするか、前記第２状態とするかを決定し、第１熱交換器２１を用いた追い焚きを行うか、第２熱交換器２２を用いた追い焚きを行うかを決定するものである。
【００２５】
次に、図１に示した一実施形態の貯湯式給湯装置の動作を説明する。
先ず、貯湯タンク２内の湯水をヒートポンプ式加熱手段３により沸き上げる沸き上げ運転について説明すると、時間帯別契約電力の電力単価が安価な深夜電力時間帯になって貯湯温度センサ４５が貯湯タンク２内に翌日に必要な熱量が残っていないことを検出すると、貯湯制御部５０はヒーポン制御部１４に対して沸き上げ運転開始を指示する。指示を受けたヒーポン制御部１４は圧縮機８や加熱循環ポンプ１３の駆動を開始させ、加熱循環回路４を介して貯湯タンク２から供給される低温の湯水を水冷媒熱交換器９にて高温に沸き上げ、貯湯タンク２に戻し、貯湯タンク２上部から順次積層して高温水を貯湯していく。そして、貯湯温度センサ４５が必要な熱量が貯湯タンク２内に貯湯されたことを検出すると、貯湯制御部５０はヒーポン制御部１４に対して沸き上げ運転停止を指示し、指示を受けたヒーポン制御部１４は圧縮機８や加熱循環ポンプ１３の駆動を停止させ、沸き上げ運転を終了するものである。
【００２６】
次に、この一実施形態の貯湯式給湯装置の特徴的な動作である浴槽水の追い焚き動作を図２〜図４に基づいて説明する。図２は浴槽水の追い焚き動作を示すフローチャートであり、図３は浴槽水の追い焚き動作時に第２熱交換器２２を用いた場合の浴槽水の流れを示す説明図であり、図４は浴槽水の追い焚き動作時に第１熱交換器２１を用いた場合の浴槽水の流れを示す説明図である。
【００２７】
また、本実施形態での浴槽水の追い焚き動作は、ユーザがリモコン６のあつめスイッチ４９を操作することで行われる追い焚きと、浴槽水を所定温度に保温するために所定時間毎に行われる追い焚きとを含むものであり、ここでは、ユーザがリモコン６のあつめスイッチ４９を操作することで行われる追い焚きの場合を例に挙げて説明することとし、浴槽水を所定温度に保温するための追い焚きについても同様の動作を行うものとする。
【００２８】
前記リモコン６のあつめスイッチ４９がユーザにより操作されると、貯湯制御部５０は、第２貯湯温度センサ４５ｂの検出する湯水の温度が浴槽水の追い焚きに最低限必要な所定温度以上、例えば５５℃以上であるか否かを判断し（ステップＳ１）、第２貯湯温度センサ４５ｂの検出する湯水の温度が所定温度以上であると判断すると、第２熱交換器２２に浴槽水を流通させるように、切換弁３０を流入側の接続口３０ａと流出側の接続口３０ｃとを連通させる前記第２状態に切り換えて、風呂往き管２４が第２熱交換器２２と連通する状態とし（ステップＳ２）、また、風呂三方弁２９を風呂熱交換器２０側に浴槽水を流通させる状態に切り換え、風呂循環ポンプ２６を駆動させて、図３において太線で示すように、浴槽７の浴槽水を風呂往き管２４を介して第２熱交換器２２に循環させて浴槽水を加熱し、第２熱交換器２２で加熱された浴槽水を風呂戻り管２５を介して浴槽７内に戻すものである。
【００２９】
そして、風呂温度センサ２７で検出する浴槽水の温度が目標温度、例えばリモコン６で設定した風呂設定温度より所定温度高い温度に達したか否かを判断し（ステップＳ３）、風呂温度センサ２７で検出する浴槽水の温度が目標温度に達していないと判断すると、前記ステップＳ１の処理に戻り、追い焚き動作を継続し、前記ステップＳ３にて、風呂温度センサ２７で検出する浴槽水の温度が目標温度に達したと判断すると、風呂循環ポンプ２６を停止して、浴槽水の追い焚き動作を終了するものである。
【００３０】
一方、前記リモコン６のあつめスイッチ４９がユーザにより操作され、貯湯制御部５０が、前記ステップＳ１で、第２貯湯温度センサ４５ｂの検出する湯水の温度が所定温度未満であると判断すると、第１貯湯温度センサ４５ａの検出する湯水の温度が所定温度以上、例えば５５℃以上であるか否かを判断し（ステップＳ４）、第１貯湯温度センサ４５ａの検出する湯水の温度が所定温度以上であると判断すると、第１熱交換器２１に浴槽水を流通させるように、切換弁３０を流入側の接続口３０ａと流出側の接続口３０ｂとを連通させる前記第１状態に切り換えて、風呂往き管２４が第１熱交換器２１と連通する状態とし（ステップＳ５）、また、風呂三方弁２９を風呂熱交換器２０側に浴槽水を流通させる状態に切り換え、風呂循環ポンプ２６を駆動させて、図４において太線で示すように、浴槽７の浴槽水を風呂往き管２４を介して第１熱交換器２１に循環させて浴槽水を加熱し、第１熱交換器２１で加熱された浴槽水を風呂戻り管２５を介して浴槽７内に戻すものである。
【００３１】
そして、風呂温度センサ２７で検出する浴槽水の温度が目標温度、例えばリモコン６で設定した風呂設定温度より所定温度高い温度に達したか否かを判断し（ステップＳ３）、風呂温度センサ２７で検出する浴槽水の温度が目標温度に達していないと判断すると、前記ステップＳ１の処理に戻り、追い焚き動作を継続し、前記ステップＳ３にて、風呂温度センサ２７で検出する浴槽水の温度が目標温度に達したと判断すると、風呂循環ポンプ２６を停止して、浴槽水の追い焚き動作を終了するものである。
【００３２】
なお、前記ステップＳ４で貯湯制御部５０が、第１貯湯温度センサ４５ａの検出する湯水の温度が所定温度未満であると判断した場合は、浴槽水の追い焚きに必要な熱量が貯湯タンク２内に無いと判断し、貯湯制御部５０はヒーポン制御部１４に対して貯湯タンク２内の湯水を所定量沸き上げる沸き上げ運転を指示するものである（ステップＳ６）。この時、貯湯タンク２内の熱量不足によって浴槽水の追い焚きが行えない旨をリモコン６から表示、音声にて報知してもよいものである。
【００３３】
また、第２熱交換器２２を用いて浴槽水の追い焚きを行っている時であって、風呂温度センサ２７で検出する浴槽水の温度が目標温度に達していない時、すなわち、前記ステップＳ１、前記ステップＳ２、前記ステップＳ３の処理を繰り返し行っている時に、前記ステップＳ１で貯湯制御部５０が、第２貯湯温度センサ４５ｂの検出温度が所定温度未満になったと判断した場合は、前記ステップＳ４の処理に進み、第１貯湯温度センサ４５ａの検出する湯水の温度が所定温度以上であると判断すると、前記ステップＳ５で、切換弁３０を第１状態に切り換え、第２熱交換器２２を用いた浴槽水の追い焚きから第１熱交換器２１を用いた浴槽水の追い焚きに切り換えて、浴槽水の追い焚きを継続するものである。
【００３４】
以上説明した浴槽水の追い焚き動作において、前記ステップＳ１で貯湯制御部５０が、第２貯湯温度センサ４５ｂの検出する第２熱交換器２２下端付近の湯水の温度が所定温度以上であると判断した場合は、前記ステップＳ２で、切換弁３０を前記第２状態として、風呂熱交換器２０のうち下方に設けられた第２熱交換器２２を用いて浴槽水の追い焚きを行うことで、熱交換効率良く浴槽水の追い焚きを行うことができ、且つ、第１熱交換器２１が設けられた貯湯タンク２上部の湯温に極力影響を与えることなく貯湯タンク２上部には高温水を残し、第１熱交換器２１における熱交換効率を確保することができ、また、前記ステップＳ１で貯湯制御部５０が、第２貯湯温度センサ４５ｂの検出する第２熱交換器２２下端付近の湯水の温度が所定温度未満であると判断した場合は、前記ステップＳ４で、第１貯湯温度センサ４５ａの検出する湯水の温度が所定温度以上であるか否かを判断し、第１貯湯温度センサ４５ａの検出する湯水の温度が所定温度以上であると判断した場合は、前記ステップＳ５で、切換弁３０を前記第１状態として、第１熱交換器２１を用いて浴槽水の追い焚きを行うことで、熱交換効率良く浴槽水の追い焚きを行うことができるものであり、浴槽水の追い焚き動作時は常に熱交換効率が良い状態で浴槽水の追い焚きを行うことができるものである。
【００３５】
また、中温水取出口３１を第２熱交換器２２付近に設けたことで、浴槽水の追い焚きによって第２熱交換器２２付近で生成された中温水は、中温水取出口３１から給湯等により積極的に取り出されるので、第２熱交換器２２付近で生成された中温水が、第１熱交換器２１が設けられた貯湯タンク２上部の高温水と混ざって湯温を低下させてしまうのを低減させ、第１熱交換器２１における熱交換効率を確保することができ、さらに、中温水取出口３１から中温水を取り出して貯湯タンク２内の中温水を減少させることで、ヒートポンプ式加熱手段３による貯湯タンク２内の湯水の沸き上げ運転時の効率を向上させることができるものである。
【００３６】
なお、本発明は先に説明した一実施形態に限定されるものでなく、本実施形態では、中温水取出弁３３を電動ミキシング弁としたが、中温水取出弁３３を中温水取出管３２からの湯水または出湯管１８からの湯水のどちらかを給湯混合弁３６に供給する切換可能な三方弁としてもよいものである。
【００３７】
また、本実施形態では、切換弁３０は、流入側の接続口３０ａに浴槽７側の風呂往き管２４が接続され、２つの流出側の接続口３０ｂ、３０ｃのうち一方の接続口３０ｂには、接続口３０ｂと第１熱交換器２１の第１熱交流入口２１ｂとを連通する風呂往き管２４が接続され、他方の接続口３０ｃには、接続口３０ｃと第２熱交換器２２の第２熱交流入口２２ｂとを連通する風呂往き管２４が接続されており、切換弁３０はステッピングモーターの駆動によって内方の弁体を動かして、前記第１状態とすることで、第１熱交換器２１に浴槽水が循環する状態となり、切換弁３０はステッピングモーターの駆動によって内方の弁体を動かして、前記第２状態とすることで、第２熱交換器２２に浴槽水が循環する状態となるものとしたが、図５に示すように、風呂循環回路２３に切換弁３０の代わりに切換手段としての電動三方弁よりなる切換弁５１を設けてもよいものである。
【００３８】
前記切換弁５１は、流出側の接続口５１ａに浴槽７側の風呂戻り管２５が接続され、２つの流入側の接続口５１ｂ、５１ｃのうち一方の接続口５１ｂには、接続口５１ｂと第１熱交換器２１の第１熱交流出口２１ａとを連通する風呂戻り管２５が接続され、他方の接続口５１ｃには、接続口５１ｃと第２熱交換器２２の第２熱交流出口２２ａとを連通する風呂戻り管２５が接続されており、切換弁５１はステッピングモーター（図示せず）の駆動によって内方の弁体（図示せず）を動かして、流入側の接続口５１ｂと流出側の接続口５１ａとを連通させる第３状態とすることで、第１熱交換器２１に浴槽水が循環する状態となるものであり、切換弁３０はステッピングモーターの駆動によって内方の弁体を動かして、流入側の接続口５１ｃと流出側の接続口５１ａとを連通させる第４状態とすることで、第２熱交換器２２に浴槽水が循環する状態となるものであり、先に説明した浴槽水の追い焚き動作において、前記ステップＳ２で切換弁３０を第２状態に切り換えていたところを、代わりに切換弁５１を第４状態に切り換えるようにし、前記ステップＳ５で切換弁３０を第１状態に切り換えていたところを、代わりに切換弁５１を第３状態に切り換えるようにすることで、切換弁５１は切換弁３０と同様の作用効果を得ることができるものである。
【符号の説明】
【００３９】
２ 貯湯タンク
３ ヒートポンプ式加熱手段
７ 浴槽
２０ 風呂熱交換器
２１ 第１熱交換器
２２ 第２熱交換器
２３ 風呂循環回路
３０ 切換弁
４５ 貯湯温度センサ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
湯水を貯湯する貯湯タンクと、該貯湯タンク内の湯水を加熱する加熱手段と、前記貯湯タンク内の湯水を熱源として浴槽の浴槽水を追い焚きする前記貯湯タンク内上部に設けた第１熱交換器と前記貯湯タンク内中間部に設けた第２熱交換器とからなる風呂熱交換器と、前記浴槽と前記風呂熱交換器とを環状に接続する風呂循環回路と、該風呂循環回路に設けられ前記浴槽から浴槽水を前記第１熱交換器または前記第２熱交換器の何れか一方に循環させるように浴槽水の流れを切り換える切換手段と、前記第２熱交換器付近の前記貯湯タンク内の湯水の温度を検出する貯湯温度検出手段とを備え、前記浴槽から浴槽水を前記第１熱交換器または前記第２熱交換器の何れか一方に循環させて浴槽水の追い焚きを行うようにしたものであって、浴槽水の追い焚きの際に、前記貯湯温度検出手段の検出する湯水の温度が所定温度以上である場合は、前記切換手段を前記第２熱交換器に浴槽水が循環するように切り換えて、前記第２熱交換器を用いた浴槽水の追い焚きを行い、前記貯湯温度検出手段の検出する湯水の温度が所定温度未満である場合は、前記切換手段を前記第１熱交換器に浴槽水が循環するように切り換えて、前記第１熱交換器を用いた浴槽水の追い焚きを行うようにしたことを特徴とする貯湯式給湯装置。
【請求項２】
前記加熱手段はヒートポンプ式加熱手段とし、前記第２熱交換器付近の前記貯湯タンク中間部側面に中温水取出口を設けたことを特徴とする請求項１記載の給湯装置。
【請求項１】
湯水を貯湯する貯湯タンクと、該貯湯タンク内の湯水を加熱する加熱手段と、前記貯湯タンク内の湯水を熱源として浴槽の浴槽水を追い焚きする前記貯湯タンク内上部に設けた第１熱交換器と前記貯湯タンク内中間部に設けた第２熱交換器とからなる風呂熱交換器と、前記浴槽と前記風呂熱交換器とを環状に接続する風呂循環回路と、該風呂循環回路に設けられ前記浴槽から浴槽水を前記第１熱交換器または前記第２熱交換器の何れか一方に循環させるように浴槽水の流れを切り換える切換手段と、前記第２熱交換器付近の前記貯湯タンク内の湯水の温度を検出する貯湯温度検出手段とを備え、前記浴槽から浴槽水を前記第１熱交換器または前記第２熱交換器の何れか一方に循環させて浴槽水の追い焚きを行うようにしたものであって、浴槽水の追い焚きの際に、前記貯湯温度検出手段の検出する湯水の温度が所定温度以上である場合は、前記切換手段を前記第２熱交換器に浴槽水が循環するように切り換えて、前記第２熱交換器を用いた浴槽水の追い焚きを行い、前記貯湯温度検出手段の検出する湯水の温度が所定温度未満である場合は、前記切換手段を前記第１熱交換器に浴槽水が循環するように切り換えて、前記第１熱交換器を用いた浴槽水の追い焚きを行うようにしたことを特徴とする貯湯式給湯装置。
【請求項２】
前記加熱手段はヒートポンプ式加熱手段とし、前記第２熱交換器付近の前記貯湯タンク中間部側面に中温水取出口を設けたことを特徴とする請求項１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２０１２−８７９８２（Ｐ２０１２−８７９８２Ａ）
【公開日】平成２４年５月１０日（２０１２．５．１０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−２３４４４７（Ｐ２０１０−２３４４４７）
【出願日】平成２２年１０月１９日（２０１０．１０．１９）
【出願人】（００００００５３８）株式会社コロナ (753)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年５月１０日（２０１２．５．１０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年１０月１９日（２０１０．１０．１９）
【出願人】（００００００５３８）株式会社コロナ (753)
【Ｆターム（参考）】
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