(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
需要家が湯水を利用する負荷部に、加熱された湯水を供給する貯湯式給湯装置であって、
湯水が貯められ、高さが異なる位置に湯水を取り出すための複数の湯水取出口が形成された貯湯タンクと、
前記貯湯タンクから前記負荷部に供給される湯水の温度である供給温度と、前記湯水取出口から取り出される湯水の温度とに基づいて、前記複数の湯水取出口の中から、湯水を取り出す湯水取出口を選択する取出口選択部と、
選択された前記湯水取出口から取り出され、前記貯湯タンクに戻される湯水を加熱する加熱部と
を備える貯湯式給湯装置。
【請求項２】
前記取出口選択部は、前記複数の湯水取出口の中から、前記供給温度よりも低い温度の湯水を取り出す湯水取出口を選択する
請求項１に記載の貯湯式給湯装置。
【請求項３】
前記取出口選択部は、前記供給温度よりも低く、かつ前記供給温度に最も近い温度の湯水を取り出す湯水取出口を選択する
請求項２に記載の貯湯式給湯装置。
【請求項４】
さらに、
前記貯湯タンクに形成され、前記貯湯タンクから高温水を取り出すための給湯負荷用取り出し口と、
前記給湯負荷用取り出し口から取り出された高温水と前記高温水よりも低い温度の湯水とを混合する混合弁とを有し、
前記混合弁によって混合された湯水を前記負荷部に供給する
請求項１〜３のいずれか１項に記載の貯湯式給湯装置。
【請求項５】
さらに、
前記複数の湯水取出口ごとに、前記湯水取出口から取り出される湯水の温度を求めるための湯温検知部を備える
請求項１〜４のいずれか１項に記載の貯湯式給湯装置。
【請求項６】
前記負荷部には、前記需要家に給湯される湯水である給湯用湯水、又は、暖房若しくは風呂追い焚きのための機器に供給される湯水である暖房用湯水が供給され、
前記貯湯式給湯装置は、さらに、
前記給湯用湯水の設定温度又は前記暖房用湯水の設定温度を取得し、取得した前記設定温度を前記供給温度として設定する供給温度設定部を有する
請求項１〜５のいずれか１項に記載の貯湯式給湯装置。
【請求項７】
さらに、
前記貯湯タンクに形成され、いずれかの前記湯水取出口から取り出され前記加熱部で加熱された湯水を前記貯湯タンクに戻すための加熱用戻り口を有し、
前記加熱用戻り口は、前記複数の湯水取出口よりも高い位置に配置される
請求項１〜６のいずれか１項に記載の貯湯式給湯装置。
【請求項８】
前記加熱部は、湯水を加熱するヒートポンプを備える
請求項１〜７のいずれか１項に記載の貯湯式給湯装置。
【請求項９】
前記取出口選択部は、前記複数の湯水取出口の中から、前記供給温度より低い温度の湯水の熱量を当該熱量より低い熱量に変更して算出される、前記加熱部が湯水を加熱する場合のエネルギー効率を示すＣＯＰが最も高い湯水取出口を選択する
請求項１、２、及び４〜８のいずれか１項に記載の貯湯式給湯装置。
【請求項１０】
前記取出口選択部は、
前記複数の湯水取出口ごとに、前記湯水取出口から取り出される湯水の温度が前記供給温度より低い場合に、前記湯水取出口から取り出される湯水の熱量を０として、前記湯水取出口から取り出される湯水が前記加熱部に加熱される場合の当該湯水の増加熱量を算出する増加熱量算出部と、
前記複数の湯水取出口ごとに、算出された前記増加熱量に対応するＣＯＰを算出するＣＯＰ算出部と、
算出された前記ＣＯＰが最も高い湯水取出口を選択する選択部とを備える
請求項４に記載の貯湯式給湯装置。
【請求項１１】
前記負荷部には、前記需要家に給湯される湯水である給湯用湯水、又は、暖房又は風呂追い焚きのための機器に供給される湯水である暖房用湯水が供給され、
前記取出口選択部は、前記給湯用湯水の設定温度又は前記暖房用湯水の設定温度である前記供給温度に基づいて、前記複数の湯水取出口の中から、湯水を取り出す湯水取出口を選択する
請求項１〜１０のいずれか１項に記載の貯湯式給湯装置。
【請求項１２】
前記取出口選択部は、前記給湯用湯水の設定温度及び前記暖房用湯水の設定温度のうち、最も低い温度である前記供給温度に基づいて、前記湯水取出口を選択する
請求項１１に記載の貯湯式給湯装置。
【請求項１３】
さらに、
前記貯湯タンク内の湯水の温度を検出する貯湯タンク湯温検出部と、
前記加熱部によって加熱される前後の湯水の温度を検出する加熱温度検出部と、
前記貯湯タンク湯温検出部が検出した温度から、前記加熱部が湯水を加熱する運転の起動及び停止の判断を行う加熱運転判断部と、
前記貯湯タンク湯温検出部が検出した温度と前記加熱温度検出部が検出した温度と前記加熱運転判断部が判断した結果と前記取出口選択部が選択した湯水取出口とから、前記加熱部が湯水を加熱する加熱温度と前記加熱部の加熱能力とを設定する加熱温度能力設定部とを備え、
前記加熱部は、設定された前記加熱温度及び前記加熱能力で湯水を加熱する
請求項１〜１２のいずれか１項に記載の貯湯式給湯装置。
【請求項１４】
需要家が湯水を利用する負荷部に、加熱された湯水を供給し、給湯及び暖房を行う給湯暖房装置であって、
湯水が貯められ、高さが異なる位置に湯水を取り出すための複数の湯水取出口が形成された貯湯タンクと、
前記貯湯タンクから前記負荷部に供給される湯水の温度である供給温度と、前記湯水取出口から取り出される湯水の温度とに基づいて、前記複数の湯水取出口の中から、湯水を取り出す湯水取出口を選択する取出口選択部と、
選択された前記湯水取出口から取り出され、前記貯湯タンクに戻される湯水を加熱する加熱部と
を備える給湯暖房装置。
【請求項１５】
需要家が湯水を利用する負荷部に、加熱された湯水を供給する貯湯式給湯装置の運転を制御する運転制御装置であって、
前記貯湯式給湯装置は、
湯水が貯められ、高さが異なる位置に湯水を取り出すための複数の湯水取出口が形成された貯湯タンクと、
前記湯水取出口から取り出され、前記貯湯タンクに戻される湯水を加熱する加熱部とを備え、
前記運転制御装置は、
前記貯湯タンクから前記負荷部に供給される湯水の温度である供給温度と、前記湯水取出口から取り出される湯水の温度とに基づいて、前記複数の湯水取出口の中から、湯水を取り出す湯水取出口を選択する取出口選択部と、
選択された前記湯水取出口から取り出され、前記貯湯タンクに戻される湯水を加熱する加熱指示を前記加熱部に与える加熱指示部と
を備える運転制御装置。
【請求項１６】
需要家が湯水を利用する負荷部に、加熱された湯水を供給する貯湯式給湯装置の運転を制御する運転制御方法であって、
前記貯湯式給湯装置は、
湯水が貯められ、高さが異なる位置に湯水を取り出すための複数の湯水取出口が形成された貯湯タンクと、
前記湯水取出口から取り出され、前記貯湯タンクに戻される湯水を加熱する加熱部とを備え、
前記運転制御方法は、
前記貯湯タンクから前記負荷部に供給される湯水の温度である供給温度と、前記湯水取出口から取り出される湯水の温度とに基づいて、前記複数の湯水取出口の中から、湯水を取り出す湯水取出口を選択する取出口選択ステップと、
選択された前記湯水取出口から取り出され、前記貯湯タンクに戻される湯水を加熱する加熱指示を前記加熱部に与える加熱指示ステップと
を含む運転制御方法。
【請求項１７】
需要家が湯水を利用する負荷部に、加熱された湯水を供給する貯湯式給湯装置の運転を制御するためのプログラムであって、
前記貯湯式給湯装置は、
湯水が貯められ、高さが異なる位置に湯水を取り出すための複数の湯水取出口が形成された貯湯タンクと、
前記湯水取出口から取り出され、前記貯湯タンクに戻される湯水を加熱する加熱部とを備え、
前記プログラムは、
前記貯湯タンクから前記負荷部に供給される湯水の温度である供給温度と、前記湯水取出口から取り出される湯水の温度とに基づいて、前記複数の湯水取出口の中から、湯水を取り出す湯水取出口を選択する取出口選択ステップと、
選択された前記湯水取出口から取り出され、前記貯湯タンクに戻される湯水を加熱する加熱指示を前記加熱部に与える加熱指示ステップと
をコンピュータに実行させるプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、貯湯タンク内の湯水を沸き上げ、貯湯タンクに貯められた湯水を用いて給湯などを行う貯湯式給湯装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、貯湯式給湯装置では、貯湯タンクの湯水沸き上げ時には、貯湯タンク下部の低温水を取り出し口より、沸き上げポンプでヒートポンプなどによる加熱手段に送り、加熱手段で高温水にして貯湯タンク上部に供給し、貯湯タンクの上部から徐々にタンク全体を高温水にする。
【０００３】
そして、貯湯タンクに貯められた高温水を用いて、給湯や暖房、風呂追い焚き等に利用し、特に、暖房や風呂追い焚きなどでは、貯湯タンクに貯められた高温水が放熱器や熱交換器で熱を吸熱されて中温水となり、貯湯タンクに戻るようになっている。
【０００４】
貯湯タンク内の湯水は、時間の経過とともに放熱による温度低下で高温水が中温水になったり、暖房や追い焚きなどに利用された中温水の増加により、貯湯タンク下部に中温水が貯まる。このため、従来の貯湯式給湯装置では、中温水になった湯水を加熱手段へ供給し、再び沸き上げを行っている。
【０００５】
一般的に、ヒートポンプによる加熱手段の特性として、貯湯タンクから比較的温度の高い中温水がヒートポンプ熱源機に供給されると、エネルギー効率（ＣＯＰ（Coefficient Of Performance））が悪くなる。
【０００６】
そこで、貯湯タンクと加熱手段との間にサブタンクを配置し、サブタンクにより中温水を低温水にした後に、加熱手段に送ることで、常に高効率なヒートポンプ熱源機による加熱運転が可能とするようにした貯湯式給湯装置が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００７】
また、中温水の増加を抑えて高効率の沸き上げ運転を行うために、貯湯タンクの中間部から湯水を取り出して給湯に利用し、暖房の戻り位置を貯湯タンク中間部に配置する構成にすることで、湯温の異なる水の比重差により貯湯タンク下部を低温に保つようにする貯湯式給湯装置も提案されている（例えば、特許文献２参照）。
【０００８】
さらに、貯湯タンクの中間部から湯水を取り出して中温水を積極的に暖房に使用できる構成にし、暖房に必要な温度や流量にあわせて沸き上げ制御を行う貯湯式給湯装置も提案されている（例えば、特許文献３参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開２００６−３４３０１２号公報
【特許文献２】特許第３８６８９２４号公報
【特許文献３】特開２００７−２３２３４５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかし、上記従来の貯湯式給湯装置では、以下の通り、効率的な運転が行われていない場合があるという課題がある。
【００１１】
従来より、向上を図ろうとしているエネルギー効率（ＣＯＰ）は、ヒートポンプの成績効率（＝ヒートポンプの能力（作られた熱量）／ヒートポンプが消費した熱量）により導出されるものや、需要家の使用実態を考慮に入れた給湯効率を示すための年間給湯効率（ＡＰＦ（Annual Performance Factor））（＝１年で使用する給湯熱量／１年間で必要な消費電力量）が一般的である。さらに、給湯だけではなく暖房などに使われる熱量も考慮した実働機器効率（＝負荷として使われた熱量／負荷をまかなうために必要な消費電力量）などによってもエネルギー効率の評価が行われている。
【００１２】
貯湯タンクに蓄えられた高温の湯は時間の経過とともに放熱し、給湯負荷の発生や暖房や追い焚き等の負荷の発生によって、貯湯タンクから高温水が使用されて低温の給水が補充されたり、貯湯タンクの高温水から熱が使用されてその分温度が低くなった湯水が貯湯タンクに戻されることによって、中温水が多く生成されることになり、貯湯タンクに蓄えられた熱量が少なくなる。
【００１３】
実働機器効率を求めるにあたって、「負荷をまかなうために必要な消費電力量」には、ヒートポンプによって貯湯タンクの湯水を高温に加熱して蓄えるための電力も含まれるので、無駄な沸き上げや沸かしすぎ、中温水による効率の悪い沸き上げは、実働機器効率の悪化につながる。
【００１４】
一方、貯湯タンク内には、湯そのものの持つ熱量は正（＞０）であるが、負荷として使えない温度の湯も貯められている。このような負荷として使えない温度の湯が貯湯タンクに多く貯められると、貯湯タンク内の使える熱量、すなわち有効熱量が少なくなる。また、貯湯タンクに中温水が多く貯められると、負荷として使えない温度の湯も多く貯められている可能性が高い。
【００１５】
そこで、貯湯タンク内の負荷として使えない温度の湯水の増加を抑えながら効率よく沸き上げ、有効熱量の増加量を大きくすることが重要となる。そして、上記従来の貯湯式給湯装置では、貯湯タンク内に負荷として使えない温度の湯水が多く貯められて有効熱量が少なくなるというように、効率的な運転が行われていない場合があるという課題がある。
【００１６】
本発明は、上記課題を解決するためのもので、貯湯タンク内の有効熱量の増加量を大きくすることで、効率的な運転を行うことができる貯湯式給湯装置を提供することを目的としたものである。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
前記従来の課題を解決するために、本発明に係る貯湯式給湯装置は、需要家が湯水を利用する負荷部に、加熱された湯水を供給する貯湯式給湯装置であって、湯水が貯められ、高さが異なる位置に湯水を取り出すための複数の湯水取出口が形成された貯湯タンクと、前記貯湯タンクから前記負荷部に供給される湯水の温度である供給温度と、前記湯水取出口から取り出される湯水の温度とに基づいて、前記複数の湯水取出口の中から、湯水を取り出す湯水取出口を選択する取出口選択部と、選択された前記湯水取出口から取り出され、前記貯湯タンクに戻される湯水を加熱する加熱部とを備える。
【００１８】
上記発明によれば、供給温度と湯水取出口から取り出される湯水の温度とに基づいて湯水取出口が選択され、湯水取出口から取り出された湯水が加熱される。ここで、供給温度とは、負荷部に供給される湯水の温度、つまり、負荷として有効に利用できる湯水の温度である。そして、例えば、この供給温度より低い温度の湯水は、負荷として使えない温度の湯水である。このため、当該供給温度に基づいて、貯湯タンク内の負荷として使えない温度の湯が取り出されるように、湯水取出口を選択して加熱することができる。したがって、貯湯タンク内の負荷として使えない温度の湯水の増加を抑制し、貯湯タンク内の有効熱量の増加量を大きくすることで効率的な運転を行うことができる。
【００１９】
また、好ましくは、前記取出口選択部は、前記複数の湯水取出口の中から、前記供給温度よりも低い温度の湯水を取り出す湯水取出口を選択する。具体的には、前記取出口選択部は、前記供給温度よりも低く、かつ前記供給温度に最も近い温度の湯水を取り出す湯水取出口を選択する。
【００２０】
これによれば、複数の湯水取出口の中から、供給温度よりも低く、かつ供給温度に最も近い温度の湯水を取り出す湯水取出口を選択する。このため、簡単な比較で効率よく湯水取出口を選択して、貯湯タンク内の負荷として使えない温度の湯水の増加を抑制し、貯湯タンク内の有効熱量を増加させることにより、効率的な運転を行うことができる。
【００２１】
また、前記取出口選択部は、前記複数の湯水取出口の中から、前記供給温度より低い温度の湯水の熱量を当該熱量より低い熱量に変更して算出される、前記加熱部が湯水を加熱する場合のエネルギー効率を示すＣＯＰが最も高い湯水取出口を選択することにしてもよい。具体的には、前記取出口選択部は、前記複数の湯水取出口ごとに、前記湯水取出口から取り出される湯水の温度が前記供給温度より低い場合に、前記湯水取出口から取り出される湯水の熱量を０として、前記湯水取出口から取り出される湯水が前記加熱部に加熱される場合の当該湯水の増加熱量を算出する増加熱量算出部と、前記複数の湯水取出口ごとに、算出された前記増加熱量に対応するＣＯＰを算出するＣＯＰ算出部と、算出された前記ＣＯＰが最も高い湯水取出口を選択する選択部とを備えることにしてもよい。
【００２２】
これによれば、供給温度より低い温度の湯水の熱量を０としてＣＯＰを算出し、ＣＯＰが最も高い湯水取出口を選択する。つまり、負荷として使えない温度の湯水の有効熱量を０としてＣＯＰを算出する。このため、最も効率のよくなる湯水取出口を選択することで、ヒートポンプの特性に応じて、最も効率よく貯湯タンク内の有効熱量を増加させることができる。
【００２３】
また、本発明は、このような貯湯式給湯装置として実現できるだけでなく、その装置を構成する各処理部を備える給湯暖房装置、その装置の運転を制御する運転制御装置、またはそれらの装置を構成する各処理部をステップとする方法として実現したりすることができる。さらに、本発明は、それらステップをコンピュータに実行させるプログラムとして実現したり、そのプログラムを記録したコンピュータ読み取り可能なＣＤ−ＲＯＭなどの記録媒体として実現したり、そのプログラムを示す情報、データ又は信号として実現したりすることもできる。そして、それらプログラム、情報、データ及び信号は、インターネット等の通信ネットワークを介して配信してもよい。
【発明の効果】
【００２４】
本発明によれば、貯湯タンクの有効利用できない湯を効率よく沸き上げて、貯湯タンク内の有効熱量の増加量を大きくし、負荷に対する効率（実働機器効率）を向上させることで、効率的な運転を行うことができる貯湯式給湯装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】図１は、本発明の実施の形態１に係る貯湯式給湯装置の模式図である。
【図２】図２は、本発明の実施の形態１に係る給湯部の概略構成を示す構成図である。
【図３】図３は、本発明の実施の形態１に係る運転制御装置の機能構成を示す機能ブロック図である。
【図４】図４は、本発明の実施の形態１に係る取出口選択部の機能構成の詳細を示す機能ブロック図である。
【図５】図５は、本発明の実施の形態１に係る貯湯式給湯装置の動作の一例を示すフローチャートである。
【図６】図６は、本発明の実施の形態１に係る取出口選択部が加熱用取り出し口を選択する処理の一例を示すフローチャートである。
【図７】図７は、本発明の実施の形態１に係る取出口選択部が加熱用取り出し口を選択する処理を説明する図である。
【図８】図８は、加熱部に入水する湯水の温度に対する加熱部のＣＯＰを示す図である。
【図９】図９は、外気温ごとの入水温に対するＣＯＰを示す図である。
【図１０】図１０は、本発明の実施の形態２に係る運転制御装置の機能構成を示す機能ブロック図である。
【図１１】図１１は、本発明の実施の形態２に係る取出口選択部の機能構成の詳細を示す機能ブロック図である。
【図１２】図１２は、本発明の実施の形態２に係る取出口選択部が加熱用取り出し口を選択する処理の一例を示すフローチャートである。
【図１３】図１３は、本発明の実施の形態２に係る貯湯式給湯装置の動作の一例を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
（実施の形態１）
以下、本発明の実施の形態１における貯湯式給湯装置について、図面を参照しながら説明する。
【００２７】
図１は、本発明の実施の形態１に係る貯湯式給湯装置１の模式図である。
【００２８】
貯湯式給湯装置１は、需要家が湯水を利用するために、加熱された湯水を供給する装置である。同図に示すように、貯湯式給湯装置１は、運転制御装置１０及び給湯部２０を備えている。
【００２９】
運転制御装置１０は、貯湯式給湯装置１の運転を制御する装置である。具体的には、運転制御装置１０は、貯湯タンク内の有効熱量の増加量を大きくすることで効率的な運転を行うことができるように、貯湯式給湯装置１の運転を制御する。この運転制御装置１０の詳細については、後述する。
【００３０】
給湯部２０は、運転制御装置１０の制御に従って、湯水を加熱し、加熱された湯水を需要家が湯水を利用するために供給する。給湯部２０は、加熱部１００、タンクユニット２００及び負荷回路３００を備えている。
【００３１】
ここで、加熱部１００は、ヒートポンプなどの加熱装置を備えており、湯水を加熱する。
【００３２】
タンクユニット２００は、貯湯タンクを備えており、湯水を貯めている。具体的には、タンクユニット２００内に貯められた湯水は、加熱部１００によって加熱され、加熱された湯水は、タンクユニット２００に戻されて、貯められる。また、タンクユニット２００に貯められている湯水の量が所定のレベルを維持するように、当該湯水が使用されて量が減少すれば、タンクユニット２００に給水が補充される。
【００３３】
負荷回路３００は、需要家が湯水を利用するための回路である。具体的には、負荷回路３００は、需要家が給湯を行うための機器や、需要家が暖房や風呂追い焚きを行うための機器を備えている。そして、タンクユニット２００に貯められている湯水は、需要家の指示に従い負荷回路３００に供給され、利用された湯水の一部は、タンクユニット２００に戻される。なお、負荷回路３００は、請求の範囲に記載の「負荷部」に相当する。
【００３４】
次に、この給湯部２０の詳細について、説明する。
【００３５】
図２は、本発明の実施の形態１に係る給湯部２０の概略構成を示す構成図である。
【００３６】
同図に示すように、加熱部１００は、圧縮機１１０、水熱交換器１２０、膨張弁１３０、空気熱交換器１４０及び沸き上げポンプ１２３を有している。この加熱部１００は、タンクユニット２００から取り出され、タンクユニット２００に戻される湯水を水熱交換器１２０で高温水に加熱する。
【００３７】
また、加熱部１００は、外気温度を検出する外気温検出器１５０と、タンクユニット２００の湯水の取り出し口から水熱交換器１２０の入口に至るまでに入水温検出器１２２が設けられ、水熱交換器１２０の出口側には、出湯温検出器１２１を備えているものとする。
【００３８】
タンクユニット２００は、湯水が貯められているタンクである貯湯タンク２１０、三方弁２７１〜２７４、及び混合弁２８１、２８２を備えている。このタンクユニット２００は、加熱部１００及び負荷回路３００に貯湯タンク２１０内に貯められている湯水を供給し、加熱部１００及び負荷回路３００から戻される湯水を貯湯タンク２１０に貯める。
【００３９】
また、貯湯タンク２１０は、複数の加熱用取り出し口２３１〜２３３（ここでは、それぞれ加熱用取り出し口１〜３とする）、加熱用戻り口２１１、給湯負荷用取り出し口２４１、給水口２６１、温水循環用取り出し口２４２、複数の温水循環用戻り口２５１〜２５３（ここでは、それぞれ温水循環用戻り口１〜３とする）を有している。
【００４０】
ここでは、加熱用戻り口２１１は、複数の加熱用取り出し口１〜３よりも高い位置に配置されている。また、給湯負荷用取り出し口２４１は、複数の温水循環用戻り口１〜３よりも高い位置に配置され、給水口２６１は、当該温水循環用戻り口１〜３よりも低い位置に配置されている。これらにより、貯湯タンク２１０内で、上部の湯水ほど温度が高くなる温度成層を生成し易い。なお、これらの位置関係は上記に限定されず、上記と異なる位置関係であってもよい。
【００４１】
ここで、複数の加熱用取り出し口１〜３は、貯湯タンク２１０の高さが異なる位置に形成されている湯水を取り出すための取り出し口である。なお、ここでは、貯湯タンク２１０に３つの加熱用取り出し口１〜３が形成されているが、加熱用取り出し口の個数は複数であれば、いくつであってもよい。また、加熱用取り出し口１〜３は、請求の範囲に記載の「湯水取出口」に相当する。
【００４２】
また、複数の温水循環用戻り口１〜３についても、同様に、貯湯タンク２１０の高さが異なる位置に形成されている湯水が戻るための戻り口である。そして、ここでは、貯湯タンク２１０に３つの温水循環用戻り口１〜３が形成されているが、温水循環用戻り口の個数は、いくつであってもよい。
【００４３】
また、貯湯タンク２１０は、貯湯タンク２１０の下部から上部それぞれの湯温を検出する複数の温度検出器を備える。ここでは、貯湯タンク２１０には、５つの温度検出器２２１〜２２５が設けられているものとする。ここで、温度検出器２２３〜２２５は、加熱用取り出し口１〜３から取り出される湯水の温度をそれぞれ検出するための機器である。なお、温度検出器２２３〜２２５は、請求の範囲に記載の「湯温検知部」に包含される。
【００４４】
このような構成において、圧縮機１１０、水熱交換器１２０、膨張弁１３０、及び空気熱交換器１４０で冷媒回路が形成される。また、貯湯タンク２１０の加熱用取り出し口１〜３（加熱用取り出し口２３１〜２３３）、水熱交換器１２０、貯湯タンク２１０の加熱用戻り口２１１で沸き上げ循環路が形成される。そして、沸き上げポンプ１２３で沸き上げ循環路の湯水が循環することで、貯湯タンク２１０の加熱用取り出し口１〜３から取り出された湯水が、水熱交換器１２０において冷媒と熱交換して高温の湯として貯湯タンク２１０の加熱用戻り口２１１に戻される。
【００４５】
沸き上げ循環路の三方弁２７１、２７２は、貯湯タンク２１０の加熱用取り出し口１〜３の選択によって、沸き上げ経路を変更するものである。
【００４６】
具体的には、例えば、加熱用取り出し口１が選択された場合は、三方弁２７１、２７２は、貯湯タンク２１０の加熱用取り出し口１（加熱用取り出し口２３１）からの湯水が沸き上げ循環路を流れて加熱されるように、沸き上げ経路を切り換える。また、加熱用取り出し口２が選択されている場合は、三方弁２７１、２７２は、貯湯タンク２１０の加熱用取り出し口２（加熱用取り出し口２３２）からの湯水が沸き上げ循環路を流れて加熱されるように、沸き上げ経路を切り換える。
【００４７】
このように、選択された加熱用取り出し口１〜３から湯水が取り出され、取り出された湯水は、加熱部１００で加熱されて、貯湯タンク２１０に戻される。
【００４８】
また、貯湯タンク２１０内に貯められている湯水は、負荷回路３００に供給され、負荷回路３００で一部の湯水が消費されるため、貯湯タンク２１０内の湯水の量を確保するために、貯湯タンク２１０には、給水により水が補給される。
【００４９】
負荷回路３００は、給湯が供給される給湯用機器３１０、暖房や風呂追い焚き等に使用される暖房用循環水や浴槽用循環水と熱交換を行う温水循環用熱交換器３２０、暖房や風呂追い焚きを行う暖房風呂追焚機器３３０、温水循環用ポンプ３２１、及び暖房風呂用ポンプ３３１を有している。
【００５０】
給湯用機器３１０に給湯される湯水（以下、給湯用湯水という）は、貯湯タンク２１０の給湯負荷用取り出し口２４１より供給される高温水が、給水により供給される水と混合弁２８１により所定温度に混合された後、出湯される。ここでは、この給湯用湯水の所定温度は、ユーザのリモコン操作により設定される設定温度である。
【００５１】
つまり、給湯負荷用取り出し口２４１から高温水が取り出され、混合弁２８１で、当該高温水と、当該高温水よりも低い温度の湯水とが混合され、混合弁２８１によって混合された湯水が負荷回路３００の給湯用機器３１０に供給される。
【００５２】
また、暖房や風呂追い焚きは、貯湯タンク２１０の温水循環用取り出し口２４２より供給される高温水が、温水循環用ポンプ３２１により所定の循環量で温水循環用熱交換器３２０を介して、暖房風呂用ポンプ３３１で循環される暖房用循環水や浴槽用循環水と熱交換することで行われる。
【００５３】
ここで、貯湯タンク２１０の温水循環用取り出し口２４２、温水循環用熱交換器３２０、及び温水循環用戻り口１〜３（温水循環用戻り口２５１〜２５３）で温水循環路を形成し、温水循環用ポンプ３２１で温水循環路の湯水を循環させる。
【００５４】
また、温水循環用熱交換器３２０で熱交換された後の温水は、一部、バイパス回路を通り貯湯タンク２１０の温水循環用取り出し口２４２より供給される高温水とミキシングされることで、温水循環用熱交換器３２０へ流す温水（以下、暖房用湯水という）の温度が所定温度になるように調整される。ここでは、この暖房用湯水の所定温度は、暖房風呂追焚機器３３０に供給される温度がユーザのリモコン操作により設定される設定温度や強弱などのレベルを示す設定レベルとなるような温度である。
【００５５】
一方、バイパス回路に流れない温水は、貯湯タンク２１０に戻される。その際、貯湯タンク２１０内の温度検出器２２１〜２２５によって検出される温度により、温水循環用戻り口１〜３の中から貯湯タンク２１０に戻る温水の温度と近い戻り口が選択されて戻される。
【００５６】
温水循環路の三方弁２７３、２７４は、貯湯タンク２１０の温水循環用戻り口１〜３の選択によって、温水循環経路を変更するための弁である。
【００５７】
具体的には、例えば、温水循環用戻り口１が選択された場合は、貯湯タンク２１０の温水循環用戻り口１に温水循環路の湯水が戻るように、温水循環経路を切り換える。また、温水循環用戻り口２が選択されている場合は、貯湯タンク２１０の温水循環用戻り口２に温水循環路の湯水が戻るように、温水循環経路を切り換える。
【００５８】
また、給湯用機器３１０に出湯される給湯用湯水の流量と、貯湯タンク２１０からの高温水と給水とを混合した後の給湯用湯水の湯温とを検出することで、給湯負荷の熱量が算出される。また、温水循環路を流れる暖房用湯水の流量と、温水循環用熱交換器３２０の前後の暖房用湯水の湯温とを検出することで、暖房や追い焚きで使用される熱量が算出される。
【００５９】
なお、温水循環用熱交換器３２０と暖房風呂追焚機器３３０は、暖房等を行う放熱器であってもよい。
【００６０】
上記構成において、加熱部１００による湯水を加熱する運転である沸き上げ運転時には、沸き上げポンプ１２３及び圧縮機１１０が、運転制御装置１０によって制御される。例えば、湯水を加熱する温度である沸き上げ湯温が９０℃の場合は、運転制御装置１０は、出湯温検出器１２１の温度が９０℃になるように沸き上げポンプ１２３を適切な流量に調節する。また、出湯温度の制御は、圧縮機１１０の回転数や膨張弁１３０の開度などの制御によって行うこともできる。上記動作により貯湯タンク２１０には、上部から順に９０℃の湯が貯留され、入水温検出器１２２が所定温度、例えば６０℃を検出すると、運転制御装置１０は、９０℃の湯が貯湯タンク２１０の下部まで達したと判断し、沸き上げポンプ１２３及び圧縮機１１０を停止し、沸き上げ運転を終了する。
【００６１】
次に、本実施の形態１における貯湯式給湯装置１の運転制御装置１０の機能構成を説明する。
【００６２】
図３は、本発明の実施の形態１に係る運転制御装置１０の機能構成を示す機能ブロック図である。
【００６３】
同図に示すように、運転制御装置１０は、貯湯タンク湯温検出部４１０、加熱運転判断部４２０、取出口選択部４３０、加熱温度検出部４４０、加熱温度能力設定部４５０及び加熱指示部４６０を備えている。
【００６４】
貯湯タンク湯温検出部４１０は、貯湯タンク２１０内の湯水の温度を検出する。具体的には、貯湯タンク湯温検出部４１０は、貯湯タンク２１０に設けられた複数の温度検出器２２１〜２２５により、貯湯タンク２１０内での各位置における湯温を求める。
【００６５】
加熱温度検出部４４０は、加熱部１００によって加熱される前後の湯水の温度を検出する。具体的には、加熱温度検出部４４０は、加熱部１００における入水温検出器１２２、出湯温検出器１２１、及び外気温検出器１５０から検出される温度を取得し、保持する。
【００６６】
取出口選択部４３０は、貯湯タンク２１０から負荷回路３００に供給される湯水の温度である供給温度と、加熱用取り出し口から取り出される湯水の温度とに基づいて、複数の加熱用取り出し口１〜３の中から、湯水を取り出す加熱用取り出し口を選択する。つまり、取出口選択部４３０は、加熱部１００で加熱する湯水を取り出すために貯湯タンク２１０に設けられた複数の加熱用取り出し口１〜３のいずれかを選択する。なお、この取出口選択部４３０の詳細については、後述する。
【００６７】
ここで、供給温度とは、具体的には、負荷回路３００に供給される給湯用湯水の設定温度又は暖房用湯水の設定温度である。つまり、供給温度は、負荷として有効利用できる湯水の温度の下限値である。つまり、供給温度以下の温度の湯水は、負荷として有効利用できない。
【００６８】
加熱運転判断部４２０は、貯湯タンク湯温検出部４１０が検出した温度から、加熱部１００が湯水を加熱する運転の起動及び停止の判断を行う。具体的には、加熱運転判断部４２０は、貯湯タンク湯温検出部４１０で検出される湯温をもとに、加熱部１００を起動してどのくらい沸き上げ運転を行う必要があるかを判断したり、加熱部１００による沸き上げ運転中は貯湯タンク湯温検出部４１０で検出される湯温をもとに沸き上げ運転終了を判断する。
【００６９】
加熱温度能力設定部４５０は、貯湯タンク湯温検出部４１０が検出した温度と、加熱温度検出部４４０が検出した温度と、加熱運転判断部４２０が判断した結果と、取出口選択部４３０が選択した加熱用取り出し口とから、加熱部１００が湯水を加熱する加熱温度と加熱部１００の加熱能力とを設定する。具体的には、加熱温度能力設定部４５０は、貯湯タンク湯温検出部４１０で検出される湯温、取出口選択部４３０で選択された加熱用取り出し口、加熱運転判断部４２０で判定された情報、および、加熱温度検出部４４０で検出される温度情報から、沸き上げ湯温の設定や、沸き上げポンプ１２３及び圧縮機１１０の能力設定を行う。
【００７０】
加熱指示部４６０は、選択された加熱用取り出し口から取り出され、貯湯タンク２１０に戻される湯水を加熱する加熱指示を加熱部１００に与える。
【００７１】
そして、加熱部１００は、加熱指示に従って、設定された加熱温度及び加熱能力で湯水を加熱する。つまり、加熱部１００は、加熱温度能力設定部４５０で設定された沸き上げ湯温や沸き上げポンプ１２３及び圧縮機１１０の能力で沸き上げを行う。
【００７２】
次に、取出口選択部４３０の詳細について、説明する。
【００７３】
図４は、本発明の実施の形態１に係る取出口選択部４３０の機能構成の詳細を示す機能ブロック図である。
【００７４】
同図に示すように、取出口選択部４３０は、取出口湯温取得部４３１、供給温度取得部４３２、及び選択部４３３を備えている。
【００７５】
取出口湯温取得部４３１は、貯湯タンク湯温検出部４１０が検出した温度と、貯湯タンク２１０内での加熱用取り出し口１〜３の配置とから、加熱用取り出し口１〜３付近の湯水の温度を算出し、取得する。つまり、取出口湯温取得部４３１は、加熱用取り出し口１〜３から取り出される湯水の温度を取得する。
【００７６】
供給温度取得部４３２は、供給温度を取得する。ここで、供給温度は、給湯用湯水又は暖房用湯水の設定温度であり、給湯用湯水と暖房用湯水の設定温度が異なる場合は、例えば、給湯用湯水の設定温度及び暖房用湯水の設定温度のうち、最も低い温度である。また、供給温度取得部４３２は、ユーザがリモコン３０で貯湯式給湯装置１に給湯用湯水又は暖房用湯水の設定温度や設定レベルを入力することにより、供給温度を取得する。
【００７７】
つまり、リモコン３０は、給湯用湯水の設定温度又は暖房用湯水の設定温度を取得し、取得した設定温度を供給温度として設定する装置である。なお、リモコン３０は、請求の範囲に記載の「供給温度設定部」に包含される。
【００７８】
このように、温度検出器２２３〜２２５により貯湯タンク２１０内の温度を推定することができ、また、リモコン３０により需要家が実際に使用する温度から供給温度を取得することができるため、貯湯タンク２１０内の負荷として有効利用できない湯をより正確に取り出すことができる。
【００７９】
選択部４３３は、加熱用取り出し口１〜３から取り出される湯水の温度と、供給温度とから、湯水を取り出す加熱用取り出し口を選択する。具体的には、選択部４３３は、複数の加熱用取り出し口１〜３の中から、供給温度よりも低い温度の湯水を取り出す加熱用取り出し口を選択する。さらに、具体的には、取出口選択部４３０は、供給温度よりも低い温度の湯水を取り出す加熱用取り出し口の中から、供給温度よりも低く、かつ供給温度に最も近い温度の湯水を取り出す加熱用取り出し口を選択する。
【００８０】
次に、貯湯式給湯装置１の運転制御装置１０が行う動作の一例について説明する。
【００８１】
図５は、本発明の実施の形態１に係る貯湯式給湯装置１の動作の一例を示すフローチャートである。
【００８２】
まず、同図に示すように、貯湯タンク湯温検出部４１０は、貯湯タンク２１０内の湯水の温度を検出する（Ｓ１０２）。
【００８３】
そして、加熱温度検出部４４０は、入水温検出器１２２、出湯温検出器１２１、及び外気温検出器１５０から検出される温度を検出する（Ｓ１０４）。
【００８４】
そして、取出口選択部４３０は、供給温度と、加熱用取り出し口から取り出される湯水の温度とに基づいて、複数の加熱用取り出し口１〜３の中から、湯水を取り出す加熱用取り出し口を選択する（Ｓ１０６）。なお、この取出口選択部４３０が加熱用取り出し口を選択する処理の詳細については、後述する。
【００８５】
次に、加熱運転判断部４２０は、貯湯タンク湯温検出部４１０が検出した温度から、加熱部１００が湯水を加熱する運転の起動及び停止の判断を行う（Ｓ１０８）。
【００８６】
そして、加熱温度能力設定部４５０は、貯湯タンク湯温検出部４１０が検出した温度と、加熱温度検出部４４０が検出した温度と、加熱運転判断部４２０が判断した結果と、取出口選択部４３０が選択した加熱用取り出し口とから、加熱部１００が湯水を加熱する加熱温度と加熱部１００の加熱能力とを設定する（Ｓ１１０）。
【００８７】
そして、加熱指示部４６０は、選択された加熱用取り出し口から取り出され、貯湯タンク２１０に戻される湯水を加熱する加熱指示を加熱部１００に与える（Ｓ１１２）。そして、加熱部１００は、加熱指示に従って、設定された加熱温度及び加熱能力で湯水を加熱する。
【００８８】
以上により、貯湯式給湯装置１の運転制御装置１０が行う動作は、終了する。
【００８９】
次に、取出口選択部４３０が加熱用取り出し口を選択する処理（図５のＳ１０６）の詳細について、説明する。
【００９０】
図６は、本発明の実施の形態１に係る取出口選択部４３０が加熱用取り出し口を選択する処理（図５のＳ１０６）の一例を示すフローチャートである。
【００９１】
図７は、取出口選択部４３０が加熱用取り出し口を選択する処理を説明する図である。
【００９２】
まず、図６に示すように、供給温度取得部４３２は、供給温度ｔｕを取得する（Ｓ２０２）。
【００９３】
そして、取出口湯温取得部４３１は、貯湯タンク湯温検出部４１０で検出される湯温から、加熱用取り出し口ごとの湯温を取得する（Ｓ２０４）。つまり、取出口湯温取得部４３１は、加熱用取り出し口１〜３から取り出される湯水の温度（ｔ１〜ｔ３）を取得する。
【００９４】
ここで、取出口湯温取得部４３１は、加熱用取り出し口ごとの湯温として、加熱用取り出し口に最も近い温度検出器２２１〜２２５で検出される温度を取得してもよいし、温度検出器２２１〜２２５で検出される温度と温度検出器２２１〜２２５が設置されている貯湯タンク２１０内の位置とから、加熱用取り出し口の温度を算出して取得してもよい。
【００９５】
次に、選択部４３３は、複数の加熱用取り出し口１〜３の中から、湯水を取り出す加熱用取り出し口を選択する。つまり、選択部４３３は、複数の加熱用取り出し口１〜３の中から、供給温度よりも低く、かつ、供給温度に最も近い温度の湯水を取り出す加熱用取り出し口を選択する。
【００９６】
具体的には、選択部４３３は、加熱用取り出し口３から取り出される湯水の温度ｔ３と供給温度ｔｕとを比較する（Ｓ２０６）。
【００９７】
選択部４３３は、加熱用取り出し口３の湯温ｔ３が供給温度ｔｕ未満であると判断した場合（Ｓ２０６でＹＥＳ）、加熱用取り出し口３を選択する（Ｓ２０８）。例えば、図７に示すように、供給温度ｔｕが同図に示す供給温度ｔｕ３の場合に、加熱用取り出し口３の湯温ｔ３は供給温度ｔｕ３未満である。このため、選択部４３３は、加熱用取り出し口３の湯温ｔ３が供給温度ｔｕ３未満であると判断し、加熱用取り出し口３（加熱用取り出し口２３３）を選択する。
【００９８】
また、図６に戻り、選択部４３３は、加熱用取り出し口３の湯温ｔ３が供給温度ｔｕ以上であると判断した場合（Ｓ２０６でＮＯ）、加熱用取り出し口２から取り出される湯水の温度ｔ２と供給温度ｔｕとを比較する（Ｓ２１０）。
【００９９】
選択部４３３は、加熱用取り出し口２の湯温ｔ２が供給温度ｔｕ未満であると判断した場合（Ｓ２１０でＹＥＳ）、加熱用取り出し口２を選択する（Ｓ２１２）。例えば、図７に示すように、供給温度ｔｕが同図に示す供給温度ｔｕ２の場合に、加熱用取り出し口３の湯温ｔ３は供給温度ｔｕ２以上であり、加熱用取り出し口２の湯温ｔ２は供給温度ｔｕ２未満である。このため、選択部４３３は、加熱用取り出し口２の湯温ｔ２が供給温度ｔｕ２未満であると判断し、加熱用取り出し口２（加熱用取り出し口２３２）を選択する。
【０１００】
また、図６に戻り、選択部４３３は、加熱用取り出し口２の湯温ｔ２が供給温度ｔｕ以上であると判断した場合（Ｓ２１０でＮＯ）、加熱用取り出し口１を選択する（Ｓ２１４）。例えば、図７に示すように、供給温度ｔｕが同図に示す供給温度ｔｕ１の場合に、加熱用取り出し口２の湯温ｔ２は供給温度ｔｕ１以上である。このため、選択部４３３は、加熱用取り出し口２の湯温ｔ２が供給温度ｔｕ１以上であると判断し、加熱用取り出し口１（加熱用取り出し口２３１）を選択する。
【０１０１】
このようにして、選択部４３３は、複数の加熱用取り出し口１〜３の中から、供給温度よりも低く、かつ、供給温度に最も近い温度の湯水を取り出す加熱用取り出し口を選択する。
【０１０２】
なお、ここでは、貯湯タンク２１０内の温度成層が崩れていない前提で、貯湯タンク２１０の鉛直方向上部の加熱用取り出し口３から温度比較を行っているが、温度成層が乱れる可能性のある場合は、供給温度未満で供給温度との差が最も小さい加熱用取り出し口を選ぶようにすることが望ましい。
【０１０３】
なお、温度成層が崩れていない状態とは、温度検出器２２３〜２２５の検出値が上から順に高くなっている状態（温度検出器２２３で検出される温度が最も高い状態）を示しており、温度成層が乱れている状態とは、当該検出値の高低が逆転した状態である。
【０１０４】
以上により、取出口選択部４３０が加熱用取り出し口を選択する処理（図５のＳ１０６）が終了する。
【０１０５】
次に、このように取出口選択部４３０が加熱用取り出し口を選択することによる効果について、説明する。
【０１０６】
図８は、ある外気温、ある沸き上げ温度の場合の加熱部１００に入水する湯水の温度に対する加熱部１００のＣＯＰを示す図である。つまり、同図は、横軸が加熱部１００に入水する湯水の温度（入水温）で、縦軸が加熱部１００のＣＯＰであるグラフを示している。
【０１０７】
ここで、加熱部１００に入水する湯水の温度は、貯湯タンク２１０の加熱用取り出し口１〜３から取り出される湯水の温度と同じとする。また、供給温度は４２℃であることとする。つまり、同図は、供給温度を４２℃としたときの貯湯タンク２１０内の温度に対する加熱部１００によるＣＯＰを示したものである。
【０１０８】
以下に、このＣＯＰの算出方法について、説明する。
【０１０９】
貯湯タンク湯温検出部４１０によって検出された湯温と温度検出器２２１〜２２５が設置されている位置とから、貯湯タンク２１０に貯湯されている湯水の熱量を算出することができる。
【０１１０】
そして、加熱部１００によって加熱されることによる湯水の熱量の増加量である増加熱量を、選択された加熱用取り出し口に近い温度検出器から検出される湯温と、加熱部１００で沸き上げる温度、流量とから算出する。このとき、湯水を加熱することによる増加熱量は、沸き上げ湯温と貯湯タンク２１０の湯温の温度差分の熱量となる。
【０１１１】
そして、ＣＯＰは、単位時間当たりの増加熱量を加熱部１００が消費する電力で除して、算出される。この電力は、加熱部１００への入水温、沸き上げ湯温、及び外気温などから算出される。なお、当該電力は、電力計などによって計測されてもよい。
【０１１２】
このようにして算出された、生成熱量に対するＣＯＰ（以下、「定格ＣＯＰ」という）を示したグラフが、同図に示されるグラフＡである。
【０１１３】
次に、同図に示されるグラフＢについて説明する。
【０１１４】
湯水は供給温度で負荷回路３００に供給されて、給湯や暖房などの負荷で使用されるため、供給温度未満の湯水については、給湯や暖房などの負荷で使用することのできない湯水である。このため、供給温度未満の湯水の熱量を０として、貯湯タンク２１０内の湯水の熱量である有効熱量を算出する。つまり、有効熱量とは、給湯や暖房などの負荷で使用することができる湯水の熱量である。
【０１１５】
つまり、供給温度未満の湯水を加熱部１００で加熱することによる有効熱量の増加量である増加有効熱量は、加熱部１００により加熱される沸き上げ湯温の熱量となり、供給温度に近い湯を加熱部１００で加熱するほど、増加する有効熱量は大きくなる。
【０１１６】
また、ヒートポンプの特性として、同じ沸き上げ湯温の同じ量の湯を作る場合、温度差が小さいほど沸き上げに必要な電力は小さくなり、同じ能力で沸き上げる場合、温度差が小さいほど多くの量の湯が生成される傾向にある。つまり、加熱部１００への入水温が高いほど、沸き上げに必要な電力は小さくなり、また、増加有効熱量は大きくなる。
【０１１７】
以上のことから、増加有効熱量に対するＣＯＰ（以下、「実働ＣＯＰ」という）は、供給温度に近いほど高くなる。つまり、実働ＣＯＰは、供給温度以上の温度（以下、「有効温度」という）の湯水についてのみ、給湯や暖房などの負荷で使用することができるとして、有効温度の湯水の増加有効熱量を、加熱部１００が消費する電力で除して算出される値である。
【０１１８】
このようにして算出された、実働ＣＯＰを示したグラフが、同図に示されるグラフＢである。
【０１１９】
そして、同図に示すように、定格ＣＯＰが高ければ実働ＣＯＰが高いとは限らず、入水温が供給温度（４２℃）よりも低い場合は、定格ＣＯＰが低くても実働ＣＯＰは高くなる。具体的には、入水温が供給温度未満の場合に実働ＣＯＰが高くなり、入水温が供給温度に近付くほど実働ＣＯＰが高くなる。
【０１２０】
したがって、取出口選択部４３０が、貯湯タンク湯温検出部４１０が検出した温度が供給温度未満で、かつ最も供給温度に近い加熱用取り出し口を選択することで、加熱部１００は、実働ＣＯＰが最も高くなるように加熱することができる。つまり、取出口選択部４３０は、簡単な比較で効率よく加熱用取り出し口を選択することができる。
【０１２１】
以上のように、供給温度と、加熱用取り出し口から取り出される湯水の温度とに基づいて加熱用取り出し口が選択され、加熱用取り出し口から取り出された湯水が加熱される。そして、例えば、この供給温度より低い温度の湯水は、負荷として使えない温度の湯水である。このため、当該供給温度に基づいて、貯湯タンク２１０内の負荷として使えない温度の湯が効率よく取り出されるように、加熱用取り出し口を選択して加熱することができる。したがって、貯湯タンク２１０内の負荷として使えない温度の湯水の増加を抑制し、貯湯タンク２１０内の有効熱量の増加量を大きくすることで効率的な運転を行うことができる。
【０１２２】
なお、「加熱用取り出し口から取り出される湯水の温度」とは、加熱用取り出し口１〜３近傍の温度検出器２２３〜２２５によって検出された温度としたが、加熱用取り出し口１〜３近傍から加熱部１００に入水される直前の湯水のうちのいずれのところの温度でも良い。
【０１２３】
ここで、加熱部１００に入水される直前の温度を加熱用取り出し口から取り出される湯水の温度とする場合、加熱用取り出し口近傍の温度検出器から加熱部１００に入水される直前までの熱ロス分を加熱用取り出し口近傍の温度検出器で検出される温度から減算し、供給温度と比較しても良い。
【０１２４】
また、加熱部１００に入水される直前の熱ロスは、季節や周辺条件によって異なるので、あらかじめ季節に応じた所定の値を設定しても良いし、季節ごとに加熱用取り出し口近傍の温度検出器で検出される温度と入水温検出器１２２で検出される温度との差によって求めてもよい。
【０１２５】
例えば、当該熱ロスによる温度の差は、給湯部２０の設置状態や、季節、周辺条件によって異なるが、１℃〜５℃が見込まれる。
【０１２６】
（実施の形態２）
次に、本発明の実施の形態２における貯湯式給湯装置について、説明する。
【０１２７】
上記実施の形態１では、複数の加熱用取り出し口１〜３の中から、供給温度よりも低く、かつ、供給温度に最も近い温度の湯水を取り出す加熱用取り出し口を選択することとした。しかし、本実施の形態２では、実働ＣＯＰを算出することで、実働ＣＯＰが最も高い加熱用取り出し口を選択する。
【０１２８】
ここで、ヒートポンプの特性として、外気温や、入水温、沸き上げ湯温などによって性能が異なるという特徴がある。
【０１２９】
図９は、外気温ごとの入水温に対するＣＯＰを示す図である。つまり、同図は、横軸が加熱部１００に入水する湯水の温度（入水温）で、縦軸が沸き上げ湯温を一定にした場合の加熱部１００のＣＯＰであるグラフを示している。
【０１３０】
具体的には、同図に示すグラフＣは、夏期におけるグラフを示し、グラフＤは、中間期（春期又は秋期）におけるグラフを示し、グラフＥは、冬期におけるグラフを示している。すなわち、同図に示すように、沸き上げ湯温と入水温が同じでも、季節（外気温）が異なることで、性能（ＣＯＰ）が異なる。  そこで、外気温や、入水温、沸き上げ湯温などによるヒートポンプの特性に応じて、実働ＣＯＰが最も高くなるように、加熱用取り出し口を選択する実施の形態２について、以下に説明する。
【０１３１】
図１０は、本発明の実施の形態２に係る運転制御装置１０の機能構成を示す機能ブロック図である。
【０１３２】
同図に示すように、運転制御装置１０は、貯湯タンク湯温検出部５１０、有効熱量算出部５２０、負荷熱量算出部５３０、加熱運転判断部５４０、取出口選択部５５０、加熱温度検出部５６０、加熱温度能力設定部５７０及び加熱指示部５８０を備えている。
【０１３３】
貯湯タンク湯温検出部５１０は、貯湯タンク２１０内の湯水の温度を検出する。具体的には、貯湯タンク湯温検出部５１０は、貯湯タンク２１０の温度検出器２２１〜２２５で検出される湯温を取得し、保持する。
【０１３４】
負荷熱量算出部５３０は、負荷回路３００で使用される給湯や暖房、追い焚きの負荷に関する情報を取得し、負荷熱量の算出と保持とを行う。
【０１３５】
加熱温度検出部５６０は、加熱部１００によって加熱される前後の湯水の温度を検出する。具体的には、加熱温度検出部５６０は、加熱部１００における入水温検出器１２２、出湯温検出器１２１、及び外気温検出器１５０から検出される温度を取得し、保持する。
【０１３６】
有効熱量算出部５２０は、貯湯タンク湯温検出部５１０で検出される湯温をもとに、貯湯タンク２１０に蓄えられている有効熱量を算出する。
【０１３７】
加熱運転判断部５４０は、貯湯タンク湯温検出部５１０が検出した温度から、加熱部１００が湯水を加熱する運転の起動及び停止の判断を行う。具体的には、加熱運転判断部５４０は、有効熱量算出部５２０で算出される有効熱量と負荷熱量算出部５３０で算出される負荷熱量とをもとに、加熱部１００を起動して、どのくらい沸き上げ運転を行う必要があるかを判断したり、加熱部１００による沸き上げ運転中は貯湯タンク湯温検出部５１０で検出される湯温をもとに沸き上げ運転終了を判断する。
【０１３８】
取出口選択部５５０は、供給温度と、加熱用取り出し口から取り出される湯水の温度とに基づいて、複数の加熱用取り出し口１〜３の中から、湯水を取り出す加熱用取り出し口を選択する。つまり、取出口選択部５５０は、複数の加熱用取り出し口１〜３の中から、供給温度より低い温度の湯水の熱量を当該熱量より低い熱量に変更して算出される、加熱部１００が湯水を加熱する場合のエネルギー効率を示すＣＯＰが最も高い加熱用取り出し口を選択する。
【０１３９】
具体的には、取出口選択部５５０は、供給温度より低い温度の湯水の熱量を０として、複数の加熱用取り出し口１〜３の中から、実働ＣＯＰが最も高い加熱用取り出し口を選択する。さらに、具体的には、取出口選択部５５０は、加熱運転判断部５４０が判断した結果と貯湯タンク湯温検出部５１０が検出した湯温とから、加熱用取り出し口を選択する。なお、この取出口選択部５５０の詳細については、後述する。
【０１４０】
加熱温度能力設定部５７０は、貯湯タンク湯温検出部５１０で検出される湯温、取出口選択部５５０で選択された加熱用取り出し口、加熱運転判断部５４０で判定された情報、および、加熱温度検出部５６０で検出される温度情報から、加熱部１００が湯水を加熱する加熱温度である沸き上げ湯温の設定や、沸き上げポンプ１２３及び圧縮機１１０の能力設定を行う。
【０１４１】
加熱指示部５８０は、選択された加熱用取り出し口から取り出され、貯湯タンク２１０に戻される湯水を加熱する加熱指示を加熱部１００に与える。
【０１４２】
そして、加熱部１００は、加熱指示に従って、設定された加熱温度及び加熱能力で湯水を加熱する。つまり、加熱部１００は、加熱温度能力設定部５７０で設定された沸き上げ湯温や沸き上げポンプ１２３及び圧縮機１１０の能力で沸き上げを行う。
【０１４３】
次に、取出口選択部５５０の詳細について、説明する。
【０１４４】
図１１は、本発明の実施の形態２に係る取出口選択部５５０の機能構成の詳細を示す機能ブロック図である。
【０１４５】
同図に示すように、取出口選択部５５０は、供給温度取得部５５１、増加熱量算出部５５２、ＣＯＰ算出部５５３、及び選択部５５４を備えている。
【０１４６】
供給温度取得部５５１は、供給温度を取得する。ここでの供給温度取得部５５１は、実施の形態１における供給温度取得部４３２と同様の機能を有する。
【０１４７】
増加熱量算出部５５２は、複数の加熱用取り出し口１〜３ごとに、加熱用取り出し口から取り出される湯水の温度が供給温度より低い場合に、当該加熱用取り出し口から取り出される湯水の熱量を０として、当該加熱用取り出し口から取り出される湯水が加熱部１００に加熱される場合の当該湯水の増加有効熱量を算出する。
【０１４８】
具体的には、増加熱量算出部５５２は、貯湯タンク湯温検出部５１０が検出した温度から、加熱用取り出し口１〜３それぞれの湯温を、加熱運転判断部５４０で判定された沸き上げ湯温になるように沸き上げ運転を行った場合の増加有効熱量を算出する。
【０１４９】
ＣＯＰ算出部５５３は、複数の加熱用取り出し口１〜３ごとに、増加熱量算出部５５２が算出した増加有効熱量に対応するＣＯＰである実働ＣＯＰを算出する。
【０１５０】
選択部５５４は、ＣＯＰ算出部５５３が算出した実働ＣＯＰが最も高い加熱用取り出し口を選択する。具体的には、選択部５５４は、ＣＯＰ算出部５５３で加熱用取り出し口１〜３ごとに算出された実働ＣＯＰを比較し、実働ＣＯＰが最も高くなる加熱用取り出し口を、加熱を行うために貯湯タンク２１０から加熱部１００への湯水を取り出す加熱用取り出し口として選択する。
【０１５１】
次に、本実施の形態２に係る貯湯式給湯装置１の運転制御装置１０が行う動作の一例について説明する。
【０１５２】
図１２は、本発明の実施の形態２に係る貯湯式給湯装置１の動作の一例を示すフローチャートである。
【０１５３】
まず、同図に示すように、貯湯タンク湯温検出部４１０は、貯湯タンク２１０内の湯水の温度を検出する（Ｓ３０２）。
【０１５４】
そして、有効熱量算出部５２０は、貯湯タンク湯温検出部５１０で検出された湯温をもとに、貯湯タンク２１０に蓄えられている有効熱量を算出する（Ｓ３０４）。
【０１５５】
そして、負荷熱量算出部５３０は、負荷回路３００で使用される負荷熱量の算出と保持とを行う（Ｓ３０６）。
【０１５６】
そして、加熱運転判断部５４０は、貯湯タンク湯温検出部５１０が検出した温度と、有効熱量算出部５２０で算出される有効熱量と、負荷熱量算出部５３０で算出される負荷熱量とから、加熱部１００が湯水を加熱する運転の起動及び停止の判断を行う（Ｓ３０８）。
【０１５７】
次に、取出口選択部５５０は、供給温度と、加熱用取り出し口から取り出される湯水の温度とに基づいて、複数の加熱用取り出し口１〜３の中から、湯水を取り出す加熱用取り出し口を選択する（Ｓ３１０）。なお、この取出口選択部５５０が加熱用取り出し口を選択する処理の詳細については、後述する。
【０１５８】
そして、加熱温度検出部５６０は、加熱部１００によって加熱される前後の湯水の温度を検出する（Ｓ３１２）。
【０１５９】
そして、加熱温度能力設定部５７０は、貯湯タンク湯温検出部５１０が検出した湯温、取出口選択部５５０が選択した加熱用取り出し口、加熱運転判断部５４０が判断した結果、および、加熱温度検出部５６０が検出した温度から、加熱部１００が湯水を加熱する加熱温度と加熱部１００の加熱能力とを設定する（Ｓ３１４）。
【０１６０】
そして、加熱指示部５８０は、選択された加熱用取り出し口から取り出され、貯湯タンク２１０に戻される湯水を加熱する加熱指示を加熱部１００に与える（Ｓ３１６）。そして、加熱部１００は、加熱指示に従って、設定された加熱温度及び加熱能力で湯水を加熱する。
【０１６１】
以上により、本実施の形態２に係る貯湯式給湯装置１の運転制御装置１０が行う動作は、終了する。
【０１６２】
次に、取出口選択部５５０が加熱用取り出し口を選択する処理（図１２のＳ３１０）の詳細について、説明する。
【０１６３】
図１３は、本発明の実施の形態２に係る取出口選択部５５０が加熱用取り出し口を選択する処理（図１２のＳ３１０）の一例を示すフローチャートである。
【０１６４】
まず、同図に示すように、供給温度取得部５５１は、供給温度ｔｕを取得する（Ｓ４０２）。
【０１６５】
そして、増加熱量算出部５５２は、複数の加熱用取り出し口１〜３ごとに、加熱用取り出し口から取り出される湯水の温度が供給温度より低い場合に、当該加熱用取り出し口から取り出される湯水の熱量を０として、当該加熱用取り出し口から取り出される湯水が加熱部１００に加熱される場合の当該湯水の増加有効熱量を算出する（Ｓ４０４）。
【０１６６】
具体的には、増加熱量算出部５５２は、供給温度取得部５５１が取得した供給温度と、供給温度加熱運転判断部５４０で判定された沸き上げ湯温と、貯湯タンク湯温検出部５１０で算出される加熱用取り出し口１〜３近辺の湯温とから、加熱用取り出し口１〜３ごとに、増加有効熱量を算出する。
【０１６７】
ここで、増加有効熱量の算出は、図８の説明におけるグラフＢでの増加有効熱量の算出方法と同様である。つまり、貯湯タンク２１０内の供給温度未満の湯水は有効利用できないものとして、貯湯タンク２１０内での元の有効熱量は０とし、その湯水を使って加熱する場合の増加有効熱量は、加熱部１００で沸き上げる温度及び流量から算出した熱量とする。また、供給温度以上の湯を加熱することによる増加有効熱量は、沸き上げ湯温と貯湯タンク２１０の湯温の温度差分の熱量とする。
【０１６８】
つまり、増加熱量算出部５５２は、加熱用取り出し口１〜３から取り出される湯水の温度が供給温度よりも低い場合は、有効熱量が０の湯水を沸き上げることとし、当該湯水の温度が供給温度以上の場合は、当該温度の湯水を沸き上げることとして、増加有効熱量を算出する。
【０１６９】
次に、ＣＯＰ算出部５５３は、複数の加熱用取り出し口１〜３ごとに、実働ＣＯＰを算出する（Ｓ４０６）。
【０１７０】
ここで、実働ＣＯＰの算出は、図８の説明におけるＣＯＰの算出方法と同様である。つまり、例えば、加熱用取り出し口１の場合、加熱用取り出し口１近辺の湯温を沸き上げ湯温に加熱するとしたときの単位時間あたりに増加する有効熱量と、単位時間あたりの加熱に要する消費電力量とから、実働ＣＯＰを算出するものとする。
【０１７１】
なお、実働ＣＯＰは、単位時間あたりではなく、単位量の湯水の沸き上げを行う場合を想定して、加熱用取り出し口１の湯温を単位量沸き上げ湯温に加熱した場合に増加する有効熱量と、その加熱に要する消費電力量とから算出されてもよい。
【０１７２】
次に、選択部５５４は、ＣＯＰ算出部５５３が算出した実働ＣＯＰが最も高い加熱用取り出し口を選択する。つまり、選択部５５４は、ＣＯＰ算出部５５３で加熱用取り出し口１〜３ごとに算出された実働ＣＯＰを比較し、実働ＣＯＰが最も高くなる加熱用取り出し口を選択する。
【０１７３】
具体的には、選択部５５４は、加熱用取り出し口１、２の実働ＣＯＰと加熱用取り出し口３の実働ＣＯＰとの比較を行う（Ｓ４０８）。
【０１７４】
選択部５５４は、加熱用取り出し口１の実働ＣＯＰ（ＣＯＰ１）より加熱用取り出し口３の実働ＣＯＰ（ＣＯＰ３）が大きく、かつ、加熱用取り出し口２の実働ＣＯＰ（ＣＯＰ２）より加熱用取り出し口３の実働ＣＯＰ（ＣＯＰ３）が大きいと判断した場合は（Ｓ４０８でＹＥＳ）、加熱用取り出し口３を選択する（Ｓ４１０）。
【０１７５】
また、選択部５５４は、ＣＯＰ１がＣＯＰ３以上であるか、又は、ＣＯＰ２がＣＯＰ３以上であると判断した場合は（Ｓ４０８でＮＯ）、加熱用取り出し口１、３の実働ＣＯＰと加熱用取り出し口２の実働ＣＯＰとの比較を行う（Ｓ４１２）。
【０１７６】
そして、選択部５５４は、ＣＯＰ１よりＣＯＰ２が大きく、かつ、ＣＯＰ３よりＣＯＰ２が大きいと判断した場合は（Ｓ４１２でＹＥＳ）、加熱用取り出し口２を選択する（Ｓ４１４）。
【０１７７】
また、選択部５５４は、ＣＯＰ１がＣＯＰ２以上であるか、又は、ＣＯＰ３がＣＯＰ２以上であると判断した場合は（Ｓ４１２でＮＯ）、加熱用取り出し口１を選択する（Ｓ４１６）。
【０１７８】
このようにして、選択部５５４は、複数の加熱用取り出し口１〜３の中から、実働ＣＯＰが最も高くなる加熱用取り出し口を選択する。
【０１７９】
このように実働ＣＯＰを算出して比較することで、外気温や入水温度、沸き上げ湯温によるヒートポンプの特性による差異を吸収することができ、実働ＣＯＰが最も高くなる加熱用取り出し口を選択して沸き上げに使用することができる。
【０１８０】
なお、有効利用できない温度である供給温度は、標準的な負荷などから予め決めておいてもよいし、負荷熱量を取得し蓄積していく過程において、補正を行うなどして更新することで、よりユーザの使用状況に適した値にすることもできる。
【０１８１】
以上により、取出口選択部５５０が加熱用取り出し口を選択する処理（図１２のＳ３１０）が終了する。
【０１８２】
本実施の形態２によれば、供給温度より低い温度の湯水の熱量を０として実働ＣＯＰを算出し、実働ＣＯＰが最も高い加熱用取り出し口を選択する。つまり、負荷として使えない温度の湯水の有効熱量を０として実働ＣＯＰを算出する。このため、最も効率のよくなる加熱用取り出し口を選択することで、ヒートポンプの特性に応じて、最も効率よく貯湯タンク２１０内の有効熱量を増加させることができる。
【０１８３】
これらのように、本発明に係る貯湯式給湯装置１によれば、貯湯タンク２１０内の有効熱量の増加量を大きくすることで、効率的な運転を行うことができる。
【０１８４】
以上、本発明に係る貯湯式給湯装置１について、上記実施の形態を用いて説明したが、本発明は、これに限定されるものではない。
【０１８５】
つまり、今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて請求の範囲によって示され、請求の範囲と均等の意味及び範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【０１８６】
例えば、本実施の形態では、供給温度取得部４３２は、ユーザがリモコン３０で貯湯式給湯装置１に給湯用湯水又は暖房用湯水の設定温度や設定レベルを入力することにより、供給温度を取得することとした。しかし、供給温度取得部４３２は、ユーザがリモコン３０を介することなく、直接貯湯式給湯装置１に供給温度を入力することにより、供給温度を取得することにしてもよい。また、供給温度取得部４３２は、給湯用湯水又は暖房用湯水の温度を温度検出センサなどで検出することにより、供給温度を取得することにしてもよい。
【０１８７】
また、本実施の形態では、供給温度は、給湯用湯水の設定温度及び暖房用湯水の設定温度のうち、最も低い温度であることとした。しかし、供給温度はこれに限定されず、例えば、給湯用湯水の設定温度及び暖房用湯水の設定温度のうち最も高い温度や、給湯用湯水の設定温度及び暖房用湯水の設定温度の平均温度などであってもよい。また、供給温度は、給湯用湯水や暖房用湯水の設定温度とは関係なく、ユーザが任意に決定することにしてもよい。
【０１８８】
また、本実施の形態２では、取出口選択部５５０は、複数の加熱用取り出し口１〜３の中から、実働ＣＯＰが最も高い加熱用取り出し口を選択することとした。しかし、取出口選択部５５０は、複数の加熱用取り出し口１〜３の中から、供給温度よりも低い温度の湯水を取り出す加熱用取り出し口を選択し、当該供給温度よりも低い温度の湯水を取り出す加熱用取り出し口の中から、実働ＣＯＰが最も高い加熱用取り出し口を選択することにしてもよい。
【０１８９】
また、本実施の形態２では、取出口選択部５５０は、供給温度より低い温度の湯水の熱量を０として、実働ＣＯＰを算出することとした。しかし、取出口選択部５５０は、供給温度より低い温度の湯水の熱量を、０にするのではなく当該熱量より低い所定の熱量に変更して、実働ＣＯＰを算出することにしてもよい。
【０１９０】
また、本発明は、このような貯湯式給湯装置１として実現できるだけでなく、その装置を構成する各処理部を備える給湯暖房装置、その装置の運転を制御する運転制御装置１０、またはそれらの装置を構成する各処理部をステップとする方法として実現したりすることができる。さらに、本発明は、それらステップをコンピュータに実行させるプログラムとして実現したり、そのプログラムを記録したコンピュータ読み取り可能なＣＤ−ＲＯＭなどの記録媒体として実現したり、そのプログラムを示す情報、データ又は信号として実現したりすることもできる。そして、それらプログラム、情報、データ及び信号は、インターネット等の通信ネットワークを介して配信してもよい。
【産業上の利用可能性】
【０１９１】
本発明の貯湯式給湯装置によれば、床暖房やラジエタ等の暖房の種類や有無、風呂追い炊きの有無に関係無く貯湯式給湯装置に適用でき、特に冷媒として二酸化炭素を用いたヒートポンプサイクルを利用したヒートポンプ式給湯暖房装置に有用である。また、その他の冷媒を用いた貯湯式給湯装置にも適用できる。
【符号の説明】
【０１９２】
１      貯湯式給湯装置
１０    運転制御装置
２０    給湯部
３０    リモコン
１００  加熱部
１１０  圧縮機
１２０  水熱交換器
１２１  出湯温検出器
１２２  入水温検出器
１２３  沸き上げポンプ
１３０  膨張弁
１４０  空気熱交換器
１５０  外気温検出器
２００  タンクユニット
２１０  貯湯タンク
２１１  加熱用戻り口
２２１〜２２５  温度検出器
２３１〜２３３  加熱用取り出し口
２４１  給湯負荷用取り出し口
２４２  温水循環用取り出し口
２５１〜２５３  温水循環用戻り口
２６１  給水口
２７１〜２７４  三方弁
２８１、２８２  混合弁
３００  負荷回路
３１０  給湯用機器
３２０  温水循環用熱交換器
３２１  温水循環用ポンプ
３３０  暖房風呂追焚機器
３３１  暖房風呂用ポンプ
４１０  貯湯タンク湯温検出部
４２０  加熱運転判断部
４３０  取出口選択部
４３１  取出口湯温取得部
４３２  供給温度取得部
４３３  選択部
４４０  加熱温度検出部
４５０  加熱温度能力設定部
４６０  加熱指示部
５１０  貯湯タンク湯温検出部
５２０  有効熱量算出部
５３０  負荷熱量算出部
５４０  加熱運転判断部
５５０  取出口選択部
５５１  供給温度取得部
５５２  増加熱量算出部
５５３  ＣＯＰ算出部
５５４  選択部
５６０  加熱温度検出部
５７０  加熱温度能力設定部
５８０  加熱指示部
【図１】
0005498959.tif 000002
【図２】
0005498959.tif 000003
【図３】
0005498959.tif 000004
【図４】
0005498959.tif 000005
【図５】
0005498959.tif 000006
【図６】
0005498959.tif 000007
【図７】
0005498959.tif 000008
【図８】
0005498959.tif 000009
【図９】
0005498959.tif 000010
【図１０】
0005498959.tif 000011
【図１１】
0005498959.tif 000012
【図１２】
0005498959.tif 000013
【図１３】
0005498959.tif 000014