(57)【要約】【課題】簡易な制御の下に貯湯タンク内の中温水を給湯に供することが容易なヒートポンプ式給湯機を得ること。【解決手段】ヒートポンプ式給湯機１５０Ａを構成するにあたり、貯湯タンク２０の上部には高温水取出管５０を接続し、貯湯タンクの中間部には中温水取出管６５を接続し、高温水取出管の流出口側と給水管の流出口側とを混合弁５５に接続して該混合弁の流出口側に第１給湯管６０を接続し、さらには第１給湯管の流出口側およびの中間水取出管の流出口側を三方弁７０に接続して該三方弁での流出口側に第２給湯管７５を接続し、混合弁および三方弁の動作を制御装置１２０Ａで制御することで貯湯タンク内の中温水を中温水取出管から三方弁、第２給湯管へと流して給湯に供する。【選択図】        図１
2010286131.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ヒートポンプで沸き上げた湯を貯湯タンクに貯え、該貯湯タンクに貯えた湯と給水管からの水とを混合して所定温度に調整した湯を給湯先に給湯するヒートポンプ式給湯機であって、
前記貯湯タンクの上部に接続された高温水取出管と、
該高温水取出管からの湯と前記給水管からの水とを混合する混合弁と、
該混合弁での流出口側に接続された第１給湯管と、
前記貯湯タンクの中間部に接続された中温水取出管と、
前記第１給湯管の流出口側および前記中温水取出管の流出口側が接続された三方弁と、
該三方弁での流出口側に接続された第２給湯管と、
前記混合弁および前記三方弁の動作を制御する制御装置と、
を備えたことを特徴とするヒートポンプ式給湯機。
【請求項２】
前記制御装置は、
前記貯湯タンクから前記中温水取出管に取り出される湯水の温度が前記給湯先での給湯温度よりも低温の第１条件温度以上、前記給湯先での給湯温度未満のとき、および前記給湯温度よりも高温で第２条件温度未満のときには、前記三方弁での前記第１給湯管側の弁および前記中温水取出管側の弁をそれぞれ開にすると共に、前記混合弁から前記第１給湯管に流出した湯が前記三方弁で前記中温水取出管からの湯水と合流して前記給湯温度の湯になるように前記混合弁の動作を制御する、
ことを特徴とする請求項１に記載のヒートポンプ式給湯機。
【請求項３】
前記貯湯タンクでの前記中温水取出管の取付け箇所の近傍に取り付けられて、前記貯湯タンクから前記中温水取出管に取り出される湯水の温度を検出する中間部温度センサを更に備え、
前記制御装置は、前記給湯先での給湯温度に係る情報と前記中間部温度センサの検出値とに応じて前記混合弁および前記三方弁の動作を制御する、
ことを特徴とする請求項１または２に記載のヒートポンプ式給湯機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、貯湯タンクを有するヒートポンプ式給湯機に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
貯湯タンクを有するヒートポンプ式給湯機では、湯の沸上げが終了した直後は、貯湯タンク内の上部から下部にかけて比較的高温の湯が分布するが、貯湯タンク内の湯を熱源として用いる熱交換器により浴槽内の浴水を追焚きしたり、温水式床暖房設備で用いられる湯を追焚きしたりする機能を有するヒートポンプ式給湯機では、追焚きの熱源に用いられて３０〜５０℃程度に温度低下した中温水が貯湯タンクの中央部付近に戻されるため、追焚き後には貯湯タンク内の中央部付近に中温水層が形成される。
【０００３】
中温水は、そのまま給湯に利用するには温度が低すぎる場合が多々ある。勿論、中温水をヒートポンプで高温の湯に沸上げれば、水と混合することにより所望温度の湯を給湯することが可能になる。ただし、中温水を自然冷媒を利用したヒートポンプで高温の湯に沸き上げる場合、低温の水から湯に沸き上げる場合に比べてヒートポンプの成績係数が低下する。
【０００４】
従来のヒートポンプ式給湯機では、例えば特許文献１に記載されたように、給水バイパス管と貯湯タンクの上部に接続された出湯管とを第１混合弁に接続する一方で、上記の給水バイパス管と貯湯タンクの中間部に接続された中間出湯管とを第２混合弁に接続し、第１混合弁および第２混合弁それぞれでの湯水の混合比を制御部で制御して、貯湯タンクの中間部から中間出湯管に取り出した中温水を給湯に供している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００４−１９７９５８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１に記載されたヒートポンプ式給湯機では、給湯温度を制御するにあたって第１混合弁および第２混合弁それぞれでの湯水の混合比を制御しなければならないので、所望温度の給湯を行うための制御が複雑化する。
【０００７】
本発明は上記の事情に鑑みてなされたものであり、簡易な制御の下に貯湯タンク内の中温水を給湯に供することが容易なヒートポンプ式給湯機を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明のヒートポンプ式給湯機は、ヒートポンプで沸き上げた湯を貯湯タンクに貯え、貯湯タンクに貯えられた湯と給水管からの水とを混合して所定温度に調整した湯を給湯先に給湯するヒートポンプ式給湯機であって、貯湯タンクの上部に接続された高温水取出管と、高温水取出管からの湯と給水管からの水とを混合する混合弁と、混合弁での流出口側に接続された第１給湯管と、貯湯タンクの中間部に接続された中温水取出管と、第１給湯管の流出口側および中温水取出管の流出口側が接続された三方弁と、三方弁での流出口側に接続された第２給湯管と、混合弁および三方弁の動作を制御する制御部とを備えたことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、従来のヒートポンプ式給湯機に比べて給湯時の制御を単純にし易く、簡易な制御の下に貯湯タンク内の中温水を給湯に供することが容易である。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明のヒートポンプ式給湯機の一例を示す概略図である。
【図２】図１のヒートポンプ式給湯機の制御装置を概略的に示すブロック図である。
【図３】図１のヒートポンプ式給湯機で中間部温度センサの検出値が低温のときに行われる給湯運転での湯水の流路を示す概略図である。
【図４】図１のヒートポンプ式給湯機で中間部温度センサの検出値が高温のときに行われる給湯運転での湯水の流路を示す概略図である。
【図５】図１のヒートポンプ式給湯機で中間部温度センサの検出値が中間温度のときに行われる給湯運転での湯水の流路を示す概略図である。
【図６】本発明のヒートポンプ式給湯機のうちで貯湯タンク内の中温水と高温水とを浴槽に別々に供給するように構成されたものの一例を示す概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明のヒートポンプ式給湯機の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。なお、本発明は下記の形態に限定されるものではない。
【００１２】
実施の形態１．
図１は、本発明のヒートポンプ式給湯機の一例を示す概略図である。同図に示すヒートポンプ式給湯機１５０Ａは、浴槽１７０への給湯機能と、浴槽１７０内の浴水１７０ａを追焚きする機能とを有するものであり、ヒートポンプユニット１０と、貯湯タンク２０を有する貯湯タンクユニット１１０と、制御装置１２０Ａと、リモートコントローラ１３０とを備えている。以下、ヒートポンプ式給湯機１５０Ａの各構成要素について説明する。
【００１３】
上記のヒートポンプユニット１０は、冷媒を圧縮する圧縮機と、放熱器に相当する沸上げ用熱交換器と、膨張弁と、蒸発器と、これらを環状に接続する循環配管と、蒸発器を空冷するためのファンとを有する冷凍サイクル部（図示せず）を備え、該冷凍サイクル部は水を湯に沸き上げるヒートポンプとして機能する。この冷凍サイクル部では、二酸化炭素等の自然冷媒が圧縮機で圧縮されて高温、高圧となった後に沸上げ用熱交換器で放熱し、膨張弁で減圧され、蒸発器で吸熱してガス状態となって圧縮機に吸入される。
【００１４】
一方、貯湯タンクユニット１１０は、貯湯タンク２０、給水管路３０、加熱循環管路４０、高温水取出管５０、混合弁５５、第１給湯管６０、中温水取出管６５、三方弁７０、第２給湯管７５、タンク側循環管路８０、ふろ側循環管路９０、追焚き用熱交換器１００等を有している。
【００１５】
上記の貯湯タンク２０には、給水管路３０から供給される水が貯えられると共にヒートポンプユニット１０で沸き上げられた湯が貯えられる。貯湯タンク２０の下部には給水管路３０、加熱循環管路４０の往き管４０ａ、およびタンク側循環管路８０の戻り管８０ｂが接続されており、上部には加熱循環管路４０の戻り管４０ｂ、高温水取出管５０、およびタンク側循環管路８０の往き管８０ａが接続されている。また、貯湯タンク２０での高さ方向の中央部付近には、中温水取出管６５が接続されている。給水管路３０の接続位置は戻り管８０ｂの接続位置よりも低く、戻り管８０ｂの接続位置は中温水取出管６５の接続位置よりも低い。
【００１６】
貯湯タンク２０の外周部には、当該貯湯タンク２０内の湯水の温度を検出する複数のタンク用温度センサが互いに異なる取付け高さをもって取り付けられている。図示の例では、５つのタンク用温度センサ２５ａ〜２５ｅがこの順番で貯湯タンク２０の頂部から下部にかけて取り付けられている。個々のタンク用温度センサ２５ａ〜２５ｅの検出値は制御装置１２０Ａにより検知される。これらのタンク用温度センサ２５ａ〜２５ｅのうちのタンク用温度センサ２５ｄは、貯湯タンク２０と中温水取出管６５との接続箇所の近傍に位置している。以下、タンク用温度センサ２５ｄを「中間部温度センサ２５ｄ」ということがある。
【００１７】
給水管路３０は、水道等の水源に接続されて該水源からの水を貯湯タンク２０および混合弁５５に供給する管路であり、第１給水管３０ａと第２給水管３０ｂとを有している。第１給水管３０ａは水源と貯湯タンク２０とを繋ぎ、第２給水管３０ｂは第１給水管３０ａから分岐して該第１給水管３０ａと混合弁５５とを繋ぐ。減圧弁３３が第１給水管３０ａに設けられて、第１給水管３０ａおよび第２給水管３０ｂの各々を流れる水の水圧を所定値以下に減じている。減圧弁３３の下流側には、給水管路３０内の水の温度を検出する給水温度センサ３５が取り付けられている。給水温度センサ３５の検出値は制御装置１２０Ａにより検知される。
【００１８】
加熱循環管路４０は、貯湯タンク２０の下部からヒートポンプユニット１０中の放熱器（沸上げ用熱交換器；図示せず）を経由して貯湯タンク２０の上部に達する管路であり、往き管４０ａと戻り管４０ｂとを有している。往き管４０ａは貯湯タンク２０の下部と上記沸上げ用熱交換器とを繋ぎ、戻り管４０ｂは上記沸上げ用熱交換器と貯湯タンク２０の上部とを繋ぐ。循環ポンプ４５が往き管４０ａに設けられている。
【００１９】
高温水取出管５０は、貯湯タンク２０の上部に接続されて、貯湯タンク２０に貯えられた湯を混合弁５５に導く。混合弁５５は、２つの流入口と１つの流出口とを有し、２つの流入口の一方には高温水取出管５０が、また他方の流入口には第２給水管３０ｂが接続されており、流出口には第１給湯管６０が接続されている。この混合弁５５は、高温水取出管５０からの湯と第２給水管３０ｂからの水とを混合して第１給湯管６０に流出させる。混合弁５５の動作、すなわち該混合弁５５での高温水取出管５０側の弁開度および第２給水管３０ｂ側の弁開度は、制御装置１２０Ａにより制御される。
【００２０】
第１給湯管６０は、混合弁５５での流出口側に接続されて、該混合弁５５で所定温度に調整された湯を三方弁７０に導く。中温水取出管６５は、貯湯タンク２０の中間部に接続されて、貯湯タンク２０内の中間部に貯えられた中温水を三方弁７０に導く。三方弁７０は、２つの流入口と１つの流出口とを有し、２つの流入口の一方には第１給湯管６０が、また他方の流入口には中温水取出管６５が接続されており、流出口には第２給湯管７５が接続されている。三方弁７０の動作、すなわち該三方弁７０での第１給湯管６０側の弁の開閉および中温水取出管６５側の弁の開閉は、制御装置１２０Ａにより制御される。
【００２１】
第２給湯管７５は、三方弁７０での流出口側に接続されて、該三方弁７０から流出する湯をふろ側循環管路９０に導く。この第２給湯管路７５には、該第２給湯管路７５を流れる湯の量を検出する流量センサ７７と、該第２給湯管路７５を流れる湯の温度を検出する給湯温度センサ７９とが設けられている。給湯温度センサ７９は、第２給湯管７５とふろ側循環管路９０との接続箇所の近傍に配置されている。
【００２２】
タンク側循環管路８０は、貯湯タンク２０の上部から追焚き用熱交換器１００を経由して貯湯タンク２０の下部に達する管路であり、往き管８０ａと戻り管８０ｂとを有している。往き管８０ａは貯湯タンク２０の上部と追焚き用熱交換器１００とを繋ぎ、戻り管８０ｂは追焚き用熱交換器１００と貯湯タンク２０の下部とを繋ぐ。タンク側循環ポンプ８５が戻り管８０ｂに設けられている。
【００２３】
ふろ側循環管路９０は、浴槽１７０から追焚き用熱交換器１００を経由して浴槽１７０に戻る管路であり、往き管９０ａと戻り管９０ｂとを有している。往き管９０ａは浴槽１７０と追焚き用熱交換器１００とを繋ぎ、戻り管９０ｂは追焚き用熱交換器１００と浴槽１７０とを繋ぐ。ふろ側循環ポンプ９３と水位センサ９５と追焚き用温度センサ９７とが往き管９０ａに設けられている。水位センサ９５は、往き管９０ａ内の水圧から浴槽１７０での浴水１７０ａの水位を検出し、追焚き用温度センサ９７は往き管９０ａを流れる湯の温度を検出する。なお、浴槽１７０内には浴槽アダプタ１７５が取り付けられており、該浴槽アダプタ１７５に上記の往き管９０ａと戻り管９０ｂとが接続されている。
【００２４】
追焚き用熱交換器１００は、タンク側循環管路８０を流れる湯とふろ側循環管路９０を流れる浴水１７０ａとの間で熱交換を行って、浴水１７０ａを加熱（追焚き）する。
【００２５】
貯湯タンクユニット１１０を構成する上述の構成要素のうち、給水管路３０、加熱循環管路４０、およびふろ側循環管路９０をそれぞれ除いた残りの構成要素は、外装ケース１０５内に納められている。給水管路３０、加熱循環管路４０、およびふろ側循環管路９０の各々は、その一部が外装ケース１０５の外部にまで延在している。
【００２６】
制御装置１２０Ａは、リモートコントローラ１３０から入力された沸上げ開始指令、湯張り開始指令、湯張り停止指令、追焚き開始指令等の指令や、沸上げ開始時刻、沸上げ温度、沸上げ湯量、湯張り温度、湯張り湯量、追焚き温度等の運転条件に係る情報に基づいて、また各タンク用温度センサ２５ａ〜２５ｅ、給水温度センサ３５、流量センサ７７、給湯温度センサ７９等のセンサの検出値等に基づいて、所定の構成要素の動作を制御する。具体的には、ヒートポンプユニット１０、循環ポンプ４５、混合弁５５、三方弁７０、タンク側循環ポンプ８５、およびふろ側循環ポンプ９３の動作を制御する。
【００２７】
リモートコントローラ１３０は、指令や情報等を入力するための複数の入力スイッチを有する操作部（図示せず）や、液晶表示パネル等を用いて構成されて操作部から入力された指令や情報、および制御装置１２０Ａから受信した情報等を文字、図形等で視覚表示する表示部（図示せず）等を備え、制御装置１２０Ａに有線または無線接続されて該制御装置１２０Ａと通信する。リモートコントローラ１３０は、例えば浴室に設置される。
【００２８】
上述の各構成要素を備えたヒートポンプ式給湯機１５０Ａでは、リモートコントローラ１３０から入力された指令や情報に応じて制御装置１２０Ａが所定の構成要素の動作を制御して、貯湯タンク２０内の水を湯に沸き上げて貯湯タンク２０に貯える沸上げ運転、貯湯タンク２０から取り出した湯と第２給水管３０ｂからの水とを混合して所定温度の湯を給湯先（浴槽１７０）に供給する給湯運転、および浴槽１７０内の浴水１７０ａを加熱する追焚き運転を行う。これらの運転を行うために、制御装置１２０Ａは所定の制御部を有している。以下、制御装置１２０Ａの構成およびその制御内容について図２を参照して説明する。
【００２９】
図２は、図１の制御装置１２０Ａを概略的に示すブロック図である。制御装置１２０Ａは送受信処理部１１３、制御部１１５、および記憶部１１７を有している。
【００３０】
上記の送受信処理部１１３は、リモートコントローラ１３０（図１参照）からの指令や情報の受信に係る処理、および貯湯タンクユニット１１０（図１参照）からリモートコントローラ１３０への運転状況等の情報の送信に係る処理を行う。具体的には、リモートコントローラ１３０からの指令や情報を受信して制御部１１５に振り分け、制御部１１５から受けた運転状況等の情報をリモートコントローラ１３０に送信する。
【００３１】
制御部１１５は、リモートコントローラ１３０からの指令や情報、および各タンク用温度センサ２５ａ〜２５ｅ、給水温度センサ３５、流量センサ７７、給湯温度センサ７９、水位センサ９５、追焚き用温度センサ９７（図１参照）等のセンサの検出値に基づいて沸上げ運転動作、給湯運転動作、および追焚き運転動作を制御する。また、各センサの検出値等に基づいて貯湯タンクユニット１１０の運転状況に係る情報を纏めて記憶部１１７に格納し、所定の時期に送受信処理部１１３の動作を制御して当該情報をリモートコントローラ１３０宛に送信させる。これらの制御を行う制御部１１５は、沸上げ制御部１１５ａ、給湯制御部１１５ｂ、および追焚き制御部１１５ｃを有している。
【００３２】
上記の沸上げ制御部１１５ａは、送受信処理部１１３がリモートコントローラ１３０から受信して振り分けてきた沸上げ運転に係る情報、具体的には沸上げ開始時刻、沸上げ温度、沸上げ湯量等の情報を記憶部１１７に格納する。また、当該情報と各タンク用温度センサ２５ａ〜２５ｅの検出値とに応じてヒートポンプユニット１０および循環ポンプ４５（図１参照）の動作を制御することで、沸上げ運転動作を制御する。そして、送受信処理部１１３の動作を制御して、沸上げ運転中、沸上げ完了等、沸上げ運転状況に係る情報をリモートコントローラ１３０宛に送信させる。
【００３３】
給湯制御部１１５ｂは、送受信処理部１１３がリモートコントローラ１３０から受信して振り分けてきた給湯運転に係る情報、具体的には湯張り温度、湯張り湯量等の情報を記憶部１１７に格納する。また、当該情報とタンク用温度センサ２５ａ、中間部温度センサ２５ｄ（タンク用温度センサ２５ｄ）、給水温度センサ３５、流量センサ７７、給湯温度センサ７９、および水位センサ９５の検出値とに応じて混合弁５５および三方弁７０（図１参照）の動作を制御することで、給湯運転動作を制御する。そして、送受信処理部１１３の動作を制御して、湯張り中、湯張り完了等、給湯運転状況に係る情報をリモートコントローラ１３０宛に送信させる。
【００３４】
追焚き制御部１１５ｃは、送受信処理部１１３がリモートコントローラ１３０から受信して振り分けてきた追焚き運転に係る情報、具体的には追焚き温度に係る情報を記憶部１１７に格納する。また、当該情報と追焚き用温度センサ９７の検出値とに応じてタンク側循環ポンプ８５およびふろ側循環ポンプ９３（図１参照）の動作を制御することで、追焚き運転動作を制御する。そして、送受信処理部１１３の動作を制御して、追焚き中、追焚き完了等、追焚き運転状況に係る情報をリモートコントローラ１３０宛に送信させる。
【００３５】
例えばリモートコントローラ１３０から入力された沸上げ開始時刻になると、沸上げ制御部１１５ａによる制御の下にヒートポンプユニット１０および循環ポンプ４５（図１参照）が起動されて沸上げ運転が始まる。この沸上げ運転は、貯湯タンク２０に設けられた各タンク用温度センサ２５ａ〜２５ｅ（図１参照）の検出値から所定温度の湯が貯湯タンク２０に所定量貯えられたと沸上げ制御部１１５ａが判断するまで継続される。この間、貯湯タンク２０の下部から加熱循環管路４０の往き管４０ａに水が流入し、ヒートポンプユニット１０で湯に沸き上げられた後に戻り管４０ｂ（図１参照）を通って貯湯タンク２０の上部から該貯湯タンク２０に戻される。
【００３６】
また、リモートコントローラ１３０から給湯開始指令が入力されると、給湯運転が開始される。ヒートポンプ式給湯機１５０Ａでの給湯運転は、具体的には浴槽１７０（図１参照）への湯張り運転である。この給湯運転では、給湯制御部１１５ｂによる制御の下に混合弁５５での高温水取出管５０側の弁開度と第２給水管３０ｂ側の弁開度がそれぞれ調整されると共に、三方弁７０での第１給湯管６０側の弁の開閉および中温水取出管６５側の弁の開閉がそれぞれ制御されて、所定の湯張り温度に調整された湯が第２給湯管７５を流れてふろ側循環管路９０に流入し、該ふろ側循環管路９０の往き管９０ａと戻り管９０ｂ（図１参照）とを流れて浴槽１７０に流入する。
【００３７】
この間、給湯温度センサ７９（図１参照）の検出値に基づいて給湯制御部１１５ｂが混合弁５５および三方弁７０の動作をフィードバック制御して、浴槽１７０への給湯温度をリモートコントローラ１３０から予め入力された湯張り温度に調整する。浴槽１７０への湯張り湯量は、流量センサ７７の検出値と水位センサ９５（図１参照）の検出値とに基づいて給湯制御部１１５ｂにより調整され、リモートコントローラ１３０から予め入力された湯張り湯量に達したと判断されると、給湯制御部１１５ｂによる制御の下に三方弁７０での第１給湯管６０側の弁および中温水取出管６５側の弁がそれぞれ閉にされて給湯運転が終了する。また、リモートコントローラ１３０から湯張り停止指令が入力されたときには、たとえ湯張り湯量に達していなくても給湯運転が終了する。
【００３８】
リモートコントローラ１３０から追焚き開始指令が入力されると、追焚き制御部１１５ｃによる制御の下にタンク側循環ポンプ８５およびふろ側循環ポンプ９３が起動されて、浴槽１７０内の浴水１７０ａ（図１参照）を追焚きする追焚き運転が開始される。貯湯タンク２０に貯留されている湯がタンク側循環管路８０の往き管８０ａに流入する一方で浴槽１７０内の浴水１７０ａがふろ側循環管路９０の往き管９０ａに流入し、タンク側循環管路８０を流れる湯とふろ側循環管路９０を流れる浴水１７０ａとの間で追焚き用熱交換器１００により熱交換が行われて浴水１７０ａが加熱され、該加熱された浴水１７０ａがふろ側循環管路９０の戻り管９０ｂから浴槽１７０に戻される。この追焚き運転は、例えば往き管９０ａに配置された追焚き用温度センサ９７（図１参照）の検出値から浴槽１７０内の浴水１７０ａが所定温度に加熱されたと判断されるまで継続される。
【００３９】
上述のようにして沸上げ運転、給湯運転、および追焚き運転を行うヒートポンプ式給湯機１５０Ａは、貯湯タンク２０（図１参照）内に生じた中温水を給湯制御部１１５ｂ（図２参照）による制御の下に給湯に利用する点に特徴を有しているので、以下、図３〜図５を参照して給湯運転時の制御内容を詳述する。
【００４０】
図３は、図１に示したヒートポンプ式給湯機で中間部温度センサの検出値が低温のときに行われる給湯運転での湯水の流路を示す概略図である。中間部温度センサ２５ｄの検出値が給湯先（浴槽１７０）での給湯温度（湯張り温度）よりも低温の第１条件温度（例えば３０℃）未満であるときには、同図に示すように、貯湯タンク２０内に多量の低温水ＣＷが貯えられており、中温水ＭＷは中間部温度センサ２５ｄの取付け位置よりも上方に分布し、その更に上方に第２条件温度（例えば５０℃）以上の高温水（高温の湯）ＨＷが分布していると判断される。このため、給湯制御部１１５ｂ（図２参照）は、三方弁７０での中温水取出管６５側の弁を閉にし、第１給湯管６０側の弁を開にして給湯運転を行う。
【００４１】
このときの給湯運転では、混合弁５５から第１給湯管６０に上記給湯温度の湯が流出するように、タンク用温度センサ２５ａおよび給水温度センサ３５それぞれの検出値と給湯温度に係る情報とに基づいて、給湯制御部１１５ｂが混合弁５５の弁開度を給湯温度センサ７９の検出値に基づいてフィードバック制御する。既に説明したように、給湯制御部１１５ｂは、流量センサ７７の検出値と水位センサ９５の検出値とから浴槽１７０への給湯量が所定量（リモートコントローラ１３０から予め入力された湯張り湯量）に達したと判断すると、給湯運転を終了させる。
【００４２】
なお、図３では、貯湯タンク２０に貯えられている低温水ＣＷ、中温水ＭＷ、および高温水ＨＷを互い異なる密度のハッチングで示している。また、給水管路３０での水の流れ方向を実線の矢印Ａで、高温水取出管５０での湯の流れ方向を実線矢印Ｂで、そして混合弁５５で所定温度に調整された湯の流れ方向を実線の矢印Ｃで示している。また、給湯運転時に湯水が流れる管および管路を実線で示し、湯水が流れない管および管路を破線で示している。これらの事項は後掲の図４〜図６においても同じである。
【００４３】
図４は、図１に示したヒートポンプ式給湯機で中間部温度センサの検出値が高温のときに行われる給湯運転での湯水の流路を示す概略図である。中間部温度センサ２５ｄの検出値が給湯先（浴槽１７０）での給湯温度（湯張り温度）よりも高温の上記第２条件温度以上であるときには、同図に示すように、貯湯タンク２０内に高温水（高温の湯）ＨＷが多量に貯えられており、中温水ＭＷは中間部温度センサ２５ｄの取付け位置よりも下方に分布し、その更に下方に上記第１条件温度未満の低温水ＣＷが分布していると判断される。このため、給湯制御部１１５ｂ（図２参照）は、三方弁７０での中温水取出管６５側の弁を閉にし、第１給湯管６０側の弁を開にして、中間部温度センサ２５ｄの検出値が第１条件温度未満のときにおけるのと同様に混合弁５５の動作を制御して給湯運転を行う。
【００４４】
図５は、図１に示したヒートポンプ式給湯機で中間部温度センサの検出値が中間温度のときに行われる給湯運転での湯水の流路を示す概略図である。中間部温度センサ２５ｄの検出値が前述の第１条件温度以上、前述の第２条件温度未満であるときには、同図に示すように、中間部温度センサ２５ｄの取付け位置およびその上方および下方に中温水ＭＷが貯えられており、その下方に第１条件温度未満の低温水ＣＷが分布し、中温水ＭＷの上方に第２条件温度以上の高温水ＨＷが分布していると判断される。このため、給湯制御部１１５ｂ（図２参照）は、三方弁７０での第１給湯管６０側の弁および中温水取出管６５側の弁をそれぞれ開にし、中間部温度センサ２５ｄの検出値に応じて混合弁５５の動作を制御して給湯運転を行う。
【００４５】
例えば、中間部温度センサ２５ｄの検出値が上記の第１条件温度以上、給湯温度未満のときには、三方弁７０での第１給湯管６０側の弁および中温水取出管６５側の弁をそれぞれ開にし、高温水取出管５０からの湯と第２給水管３０ｂからの水とが混合弁５５で混合されて給湯温度よりも高温に調整された湯が三方弁７０で中温水取出管６５からの中温水と合流して給湯温度の湯になるように、混合弁５５の動作を制御する。図５においては、中温水取出管６５での中温水の流れ方向を実線の矢印Ｄで示している。
【００４６】
また、中間部温度センサ２５ｄの検出値が上記の給湯温度より高温で前述の第２条件温度未満のときには、三方弁７０での第１給湯管６０側の弁および中温水取出管６５側の弁をそれぞれ開にし、高温水取出管５０からの湯と第２給水管３０ｂからの水とが混合弁５５で混合されて上記の給湯温度よりも低温に調整された湯が三方弁７０で中温水取出管６５からの中温水と合流して給湯温度の湯になるように、混合弁５５の動作を制御する。
【００４７】
中間部温度センサ２５ｄの検出値が上記の第１条件温度以上、給湯温度未満のとき、および上記の給湯温度より高温で前述の第２条件温度未満のときのいずれにおいても、給湯制御部１１５ｂは、中間部温度センサ２５ｄの検出値と、中温水取出管６５での中温水の流量と、上記の給湯温度とを用いて、混合弁５５から第１給湯管６０に流すべき湯の温度および流量を算出する。そして、該算出結果と、タンク用温度センサ２５ａおよび給水温度センサ３５それぞれの検出値とに応じて混合弁５５での高温水取出管５０側の弁開度と第２給水管３０ｂ側の弁開度とを制御し、これらの弁開度を給湯温度センサ７９の検出値に基づいてフィードバック制御する。
【００４８】
上記中温水取出管６５での流量は、減圧弁３３での設定水圧値と中温水取出管６５の内径とから給湯制御部１１５ｂが算出するようにヒートポンプ式給湯機１５０Ａを構成してもよいし、当該流量をヒートポンプ式給湯機１５０Ａのメーカが予め求めてそのデータを記憶部１１７（図２参照）に格納し、給湯運転時に給湯制御部１１５ｂが当該流量のデータを読み込むようにヒートポンプ式給湯機１５０Ａを構成してもよい。
【００４９】
中間部温度センサ２５ｄの検出値が上記の給湯温度と同じ温度のときには、給湯制御部１１５ｂが三方弁７０での第１給湯管６０側の弁を閉にし、中温水取出管６５側の弁を開にして給湯運転を行うようにヒートポンプ式給湯機１５０Ａを構成してもよいし、三方弁７０での第１給湯管６０側の弁および中温水取出管６５側の弁をそれぞれ開にして給湯運転を行うようにヒートポンプ式給湯機１５０Ａを構成してもよい。三方弁７０での第１給湯管６０側の弁および中温水取出管６５側の弁をそれぞれ開にする場合には、高温水取出管５０からの湯と第２給水管３０ｂからの水とが混合されて給湯温度と同じ温度の湯が混合弁５５から第１給湯管６０に流出するように、給湯温度に係る情報とタンク用温度センサ２５ａおよび給水温度センサ３５それぞれの検出値とに応じて給湯制御部１１５ｂが混合弁５５の動作を制御する。すなわち、混合弁５５での高温水取出管５０側の弁開度と第２給水管３０ｂ側の弁開度とを給湯制御部１１５ｂが制御する。そして、これらの弁開度を給湯温度センサ７９の検出値に基づいてフィードバック制御する。
【００５０】
なお、上述した第１条件温度および第２条件温度は、ヒートポンプ式給湯機１５０Ａの性能等を考慮してヒートポンプ式給湯機１５０Ａのメーカにより定められて、そのデータが制御装置１２０Ａの記憶部１１７（図２参照）に予め格納される。給湯制御部１１５ｂは、給湯運転時に記憶部１１７にアクセスして、当該データを読み出す。
【００５１】
上述のようにして給湯運転を行うヒートポンプ式給湯機１５０Ａでは、給湯制御部１１５ｂが混合弁５５および三方弁７０の動作を制御して貯湯タンク２０内の中温水ＭＷを給湯に供するので、２つの混合弁を制御して貯湯タンク内の中温水を給湯に供する従来のヒートポンプ式給湯機に比べて給湯時の制御を単純にし易く、簡易な制御の下に貯湯タンク内の中温水を給湯に供することが容易である。
【００５２】
貯湯タンク２０内の中温水ＭＷの利用は、沸上げ運転で投入したエネルギーの有効利用につながるので、エネルギー消費量の低減に寄与する。また、次の沸上げ運転時にヒートポンプユニット１０で湯に沸き上げなければならない中温水ＭＷの量が低減され、ヒートポンプユニット１０での成績係数の低下が抑えられるので、この点からもエネルギー消費量を低減することができる。
【００５３】
実施の形態２．
本発明のヒートポンプ式給湯機では、給湯先が浴槽である場合に、貯湯タンク内の中温水と高温水とを浴槽に別々に供給するように、あるいは貯湯タンク内の中温水と給水管からの水とを浴槽に別々に供給するように構成することもできる。
【００５４】
図６は、貯湯タンク内の中温水と高温水とを浴槽に別々に供給するように構成されたヒートポンプ式給湯機の一例を示す概略図である。同図に示すヒートポンプ式給湯機１５０Ｂは、図１および図３〜図５に示したヒートポンプ式給湯機１５０Ａでの制御装置１２０Ａに代えて制御装置１２０Ｂを有しているという点を除き、ヒートポンプ式給湯機１５０Ａと同様の構成を有している。図６に示した構成要素のうちで制御装置１２０Ｂ以外の構成要素については、図５で用いた参照符号と同じ参照符号を付してその説明を省略する。
【００５５】
図示のヒートポンプ式給湯機１５０Ｂにおける制御装置１２０Ｂは、図１に示した制御装置１２０Ａと同様にして沸上げ運転動作および追焚き運転動作を制御する。また、中間部温度センサ２５ｄの検出値が実施の形態１で説明した第１条件温度以上、給湯温度未満であるとき以外は、図１に示した制御装置１２０Ａと同様にして給湯運転動作を制御する。中間部温度センサ２５ｄの検出値が第１条件温度以上、給湯温度未満であるときには、貯湯タンク２０内の中温水ＭＷと高温水ＨＷとが浴槽１７０に別々に供給されるように給湯運転動作を制御する。
【００５６】
制御装置１２０Ｂの記憶部（図示せず）には、貯湯タンク２０内の中温水ＭＷと高温水ＨＷとを浴槽１７０に別々に給湯するために、１回の給湯運転（湯張り運転）での浴槽１７０への中温水ＭＷおよび高温水ＨＷそれぞれの給湯回数に関するデータが予め格納される。ユーザがリモートコントローラ１３０から当該データを入力するようにヒートポンプ式給湯機１５０Ｂを構成してもよいし、ヒートポンプ式給湯機１５０Ｂのメーカが定めて予め上記の記憶部に格納するように当該ヒートポンプ式給湯機１５０Ｂを構成してもよい。また、浴槽１７０への中温水ＭＷおよび高温水ＨＷの給湯順を指定するデータ、および浴槽１７０に最初に給湯される湯（中温水ＭＷまたは高温水ＨＷ）の給湯量を指定するデータがヒートポンプ式給湯機１５０Ｂのメーカにより定められて上記の記憶部に予め格納される。図示の例では、浴槽１７０に最初に給湯される湯として中温水ＭＷが指定されており、中温水ＭＷの給湯回数は計２回に、また高温水ＨＷの給湯回数は計１回に指定されている。
【００５７】
中間部温度センサ２５ｄの検出値が上記の第１条件温度以上、給湯温度未満であるとき、給湯制御部は、リモートコントローラ１３０から予め入力された浴槽１７０への給湯温度（湯張り温度）と給湯量（湯張り湯量）とに基づいて、給湯運転で浴槽１７０に供給すべき総熱量を算出する。次いで、上記の給湯順で最初に指定された湯（中温水ＭＷ）を浴槽１７０に指定量だけ給湯する。このとき、給湯制御部は、流量センサ７７の検出値を監視して浴槽１７０への給湯終了時期を判断する一方で、給湯温度センサ７９の検出値を上記の記憶部に格納し、給湯量と給湯温度センサ７９の検出値とに基づいて１回目の給湯で浴槽１７０に供給された熱量を算出する。
【００５８】
次に、給湯運転で浴槽１７０に供給すべき総熱量から１回目の給湯で浴槽１７０に供給された熱量を減算し、残りの熱量を残りの給湯回数で得るために必要となる中温水ＭＷの１回当たりの給湯量と高温水ＨＷの１回当たりの給湯量とをタンク用温度センサ２５ａおよび中間部温度センサ２５ｄそれぞれの検出値を用いて算出する。このとき、高温水ＨＷと第２給水管３０ｂからの水とを混合弁５５で混合して予め定められた温度の高温水にしてから浴槽１７０に給湯するようにヒートポンプ式給湯機１５０Ｂを構成したり、貯湯タンク２０内の高温水ＨＷを第２給水管３０ｂからの水と混合せず、そのまま浴槽１７０に給湯するようにヒートポンプ式給湯機１５０Ｂを構成することもできる。この後、上記の算出結果に従って高温水ＨＷと中温水ＭＷとを浴槽１７０に所定量ずつ順次給湯する。
【００５９】
なお、浴槽１７０に中温水ＭＷを給湯するにあたっては、三方弁７０での中温水取出管６５側の弁が開にされ、第１給湯管６０側の弁が閉にされる。また、浴槽１７０に高温水ＨＷを給湯するにあたっては、三方弁７０での第１給湯管６０側の弁が開にされ、中温水取出管６５側の弁が閉にされる。
【００６０】
上述のように給湯運転動作を制御することにより、浴槽１７０内で中温水ＭＷ、高温水ＨＷ、および中温水ＭＷが図６に示すように順次積層されて、所定量の湯の湯張りが完了する。実施の形態１で説明したヒートポンプ式給湯機１５０Ａ（図１および図３〜図５参照）におけるのと同様の理由から、ヒートポンプ式給湯機１５０Ｂでは、２つの混合弁を制御して貯湯タンク内の中温水を給湯に供する従来のヒートポンプ式給湯機に比べて給湯時の制御を単純にし易く、簡易な制御の下に貯湯タンク内の中温水を給湯に供することが容易である。また、エネルギー消費量の低減を図ることができる。さらには、浴槽１７０内での湯の温度分布を放熱し難い良好なものとすることができる。
【００６１】
なお、中間部温度センサ２５ｄの検出値が上記の第１条件温度以上、給湯温度未満であるときの浴槽１７０への給湯は、１回目の給湯量を固定せず行うこともできる。この場合には、例えば、給湯運転で浴槽１７０に供給すべき総熱量の算出結果と、浴槽１７０への中温水ＭＷおよび高温水ＨＷそれぞれの給湯回数および給湯順に関する上述のデータと、タンク用温度センサ２５ａの検出値と、中間部温度センサ２５ｄの検出値とを用いて、給湯制御部が中温水ＭＷの１回当たりの給湯量と高温水ＨＷの１回当たりの給湯量とを算出する。そして、当該給湯量の算出結果と流量センサ７７の検出値とに基づいて給湯制御部が混合弁５５および三方弁７０の動作を制御して、貯湯タンク２０から浴槽１７０への中温水ＭＷの給湯と高温水ＨＷの給湯とを交互に行う。
【００６２】
また、中間部温度センサ２５ｄの検出値が上記の給湯温度以上、実施の形態１で説明した第２条件温度未満であるときには、当該検出値が上記の第１条件温度以上、給湯温度未満であるときの高温水ＨＷに代えて第２給水管３０ｂからの水が浴槽１７０に供給され、結果として貯湯タンク２０内の中温水ＭＷと第２給水管３０ｂからの水とが浴槽１７０に別々に供給されるように給湯運転動作を制御してもよい。このときの給湯運転動作の制御は、浴槽１７０に供給すべき総熱量と、中温水ＭＷの熱量と、第２給水管３０ｂからの水の熱量とを考慮して、貯湯タンク２０内の中温水ＭＷと高温水ＨＷとを浴槽１７０に別々に供給するときと同様の要領で行うことができる。
【００６３】
以上、本発明のヒートポンプ式給湯機について実施の形態を挙げて説明したが、前述のように、本発明は上述の形態に限定されるものではない。本発明のヒートポンプ式給湯機は、貯湯タンクからの高温水と給水管からの水とを混合する混合弁での流出口側に第１給湯管が接続され、該第１給湯管の流出口側と貯湯タンクの中間部に接続された中温水取出管の流出口側とが１つの三方弁に接続され、上記の混合弁および三方弁それぞれの動作が制御部により制御可能なものであれば基本的によい。このような構成を有していれば、上記の混合弁および三方弁それぞれの動作を制御部により適宜制御することで、２つの混合弁を制御することにより貯湯タンク内の中温水を給湯に供する従来のヒートポンプ式給湯機に比べ、簡易な制御の下に貯湯タンク内の中温水を給湯に供することが容易になる。
【００６４】
上記の混合弁、中温水取出管、三方弁、および制御部をそれぞれ除いた残りの構成は、適宜変更可能である。例えば、貯湯タンクから中温水取出管に取り出される中温水の温度を検出するための温度センサは、中温水取出管に取り付けてもよい。また、給湯先は浴槽のみに限らず、浴室内のシャワー、台所のカラン等、適宜選択可能である。浴水を追焚きするための構成は必須ではなく、省略することも可能である。本発明のヒートポンプ式給湯機については、上述したもの以外にも種々の変形、修飾、組み合わせ等が可能である。
【符号の説明】
【００６５】
１０  ヒートポンプユニット
２０  貯湯タンク
２５ｄ  タンク用温度センサ（中間部温度センサ）
３０  給水管路
３０ａ  第１給水管
３０ｂ  第２給水管
５０  高温水取出管
５５  混合弁
６０  第１給湯管
６５  中温水取出管
７０  三方弁
７５  第２給湯管
１１０  貯湯タンクユニット
１２０Ａ，１２０Ｂ  制御装置
１５０Ａ，１５０Ｂ  ヒートポンプ式給湯機
１７０  浴槽
１７０ａ  浴水
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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