(57)【要約】【課題】ポンプ内でキャビテーションが発生するのを防止する。【解決手段】給湯装置は、加熱手段と、給水源から給水されると共に、加熱手段で加熱された温水を貯留するタンクと、タンクの下部から流れ出た水を加熱手段に供給すると共に、加熱手段で加熱した温水をタンクに供給する沸上循環回路とを備える。沸上循環回路は、タンクから加熱手段に向かう流路に配置されたポンプを有する。沸上運転状態において、給水配管が凍結状態であると判断した場合であって、タンク内の温水の温度（タンク温度）が所定の温度Ｔｃ以上で、加熱手段に供給される水の温度（往き温度）が所定の温度Ｔｃ以上の場合に、加熱手段の圧縮機およびポンプを停止した第１沸上運転停止状態に変更する。【選択図】図３
2014013103.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
加熱手段と、
給水源から給水されると共に、前記加熱手段で加熱された温水を貯留するタンクと、
前記タンクの下部から流れ出た水を前記加熱手段に供給すると共に、前記加熱手段で加熱した温水を前記タンクに供給する沸上循環回路とを備え、
前記沸上循環回路が、前記タンクから前記加熱手段に向かう流路に配置されたポンプを有し、
沸上運転状態において、前記給水源から前記タンクに給水できない状態で、前記加熱手段に供給される水の温度が第１所定温度以上である場合に、前記加熱手段および前記ポンプを停止した第１沸上運転停止状態に変更されることを特徴とする給湯装置。
【請求項２】
前記沸上循環回路が、前記加熱手段で加熱した温水を前記タンクの上部に供給する上戻し状態および前記タンクの下部に供給する下戻し状態のいずれかに切り換え可能に構成され、
前記第１沸上運転停止状態において、前記ポンプを停止した後で所定時間が経過したときに、前記沸上循環回路を前記下戻し状態に切り換えると共に、前記ポンプの駆動を開始することを特徴とする請求項１に記載の給湯装置。
【請求項３】
加熱手段と、
給水源から給水されると共に、前記加熱手段で加熱された温水を貯留するタンクと、
前記タンクの下部から流れ出た水を前記加熱手段に供給すると共に、前記加熱手段で加熱した温水を前記タンクに供給する沸上循環回路とを備え、
前記沸上循環回路が、前記タンクから前記加熱手段に向かう流路に配置されたポンプを有すると共に、前記加熱手段で加熱した温水を前記タンクの上部に供給する上戻し状態および前記タンクの下部に供給する下戻し状態のいずれかに切り換え可能に構成され、
沸上運転状態において、前記給水源から前記タンクに給水できない状態で、前記加熱手段に供給される水の温度が第１所定温度以上である場合に、前記加熱手段を停止して、前記沸上循環回路を前記下戻し状態に切り換えた第２沸上運転停止状態に変更されることを特徴とする給湯装置。
【請求項４】
前記タンク内の温水の温度が、前記第１所定温度より高い第２所定温度以上である場合に限り、前記第１または第２沸上運転停止状態に変更されることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の給湯装置。
【請求項５】
外気温度が第３所定温度以下である場合に、前記給水源から前記タンクに給水できない状態であると判断することを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の給湯装置。
【請求項６】
前記給水源から前記タンクに給水される水の温度が第４所定温度以下である場合に、前記給水源から前記タンクに給水できない状態であると判断することを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の給湯装置。
【請求項７】
前記タンクから給湯端末への温水の供給が無い状態が所定時間継続した場合に、前記給水源から前記タンクに給水できない状態であると判断することを特徴とする請求項５または６に記載の給湯装置。
【請求項８】
前記タンクと給湯端末とを連通させる開状態と、前記タンクと給湯端末とを遮断する閉状態とに切り換え可能な弁機構を備えており、
前記弁機構が前記開状態であって、前記タンクから前記給湯端末への温水の供給が無い場合に、前記給水源から前記タンクに給水できない状態であると判断することを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載の給湯装置。
【請求項９】
前記加熱手段に供給される水の温度が前記第１所定温度より低い第５所定温度未満の場合に、前記第１または第２沸上運転停止状態から沸上運転状態に変更されることを特徴とする請求項２または３に記載の給湯装置。
【請求項１０】
前記給水源から前記タンクに給水できる状態となった場合に、前記第１または第２沸上運転停止状態から沸上運転状態に変更されることを特徴とする請求項１〜８のいずれかに記載の給湯装置。
【請求項１１】
前記給水源から前記タンクに給水されると同時に、前記タンクから給湯端末に温水が供給された場合に、前記第１または第２沸上運転停止状態から沸上運転状態に変更されることを特徴とする請求項１０に記載の給湯装置。
【請求項１２】
外気温度が第３所定温度より高い第６所定温度以上である場合に、前記第１または第２沸上運転停止状態から沸上運転状態に変更されることを特徴とする請求項５に記載の給湯装置。
【請求項１３】
前記給水源から前記タンクに給水される水の温度が第４所定温度よりも高い第７所定温度以上である場合に、前記第１または第２沸上運転停止状態から沸上運転状態に変更されることを特徴とする請求項６に記載の給湯装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、給水源に接続され、温水を貯留するタンクと沸上循環回路とを有する給湯装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
給湯装置は、カランなどの給湯端末に供給される温水を貯留するタンクと、タンクに貯留される温水を加熱するための加熱手段と、沸上循環回路とを有する（例えば特許文献１参照）。沸上循環回路は、タンクの下部から温水を取り出して、加熱手段において加熱してから、タンクに戻すための回路であって、温水を循環させるためのポンプを有する。
【０００３】
また、タンクの下部には給水配管が接続されている。給湯端末がカランの場合、カランを開栓すると、給水圧力によって、給水源から給水配管を介してタンクに水が供給されると同時に、タンクからカランに温水が供給される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００２−１２２３６２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
給水配管の凍結や断水によって、タンクに給水できない状態となる場合がある。この場合にカランを開栓すると、給水圧力が無いため、給湯はされずに、タンク内の圧力が大気圧まで低下する。
【０００６】
タンク内の圧力が低下した状態で、沸上運転を行うと、ポンプに供給される温水の圧力も低下する。圧力が低いと沸点が高くなるため、ポンプに供給される温水の温度が高い場合には、ポンプ内でキャビテーションが発生して、ポンプ内にエアが生じる場合がある。エアが増えると、循環流量が低下したり、ポンプが故障するという問題が生じる。
【０００７】
そこで、本発明は、ポンプ内でキャビテーションが発生するのを防止できる給湯装置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】
【０００８】
第１の発明に係る給湯装置は、加熱手段と、給水源から給水されると共に、前記加熱手段で加熱された温水を貯留するタンクと、前記タンクの下部から流れ出た水を前記加熱手段に供給すると共に、前記加熱手段で加熱した温水を前記タンクに供給する沸上循環回路とを備え、前記沸上循環回路が、前記タンクから前記加熱手段に向かう流路に配置されたポンプを有し、沸上運転状態において、前記給水源から前記タンクに給水できない状態で、前記加熱手段に供給される水の温度が第１所定温度以上である場合に、前記加熱手段および前記ポンプを停止した第１沸上運転停止状態に変更されることを特徴とする。
【０００９】
この給湯装置では、加熱手段に供給される温水の温度が高い場合、即ち、ポンプに供給される温水の温度が高い場合であって、給水源からタンクに給水できない状態の場合に、沸上運転を停止するため、ポンプ内でキャビテーションが発生するのを防止できる。その結果、循環流量の低下や、ポンプの故障を防止できる。
【００１０】
第２の発明に係る給湯装置は、第１の発明において、前記沸上循環回路が、前記加熱手段で加熱した温水を前記タンクの上部に供給する上戻し状態および前記タンクの下部に供給する下戻し状態のいずれかに切り換え可能に構成され、前記第１沸上運転停止状態において、前記ポンプを停止した後で所定時間が経過したときに、前記沸上循環回路を前記下戻し状態に切り換えると共に、前記ポンプの駆動を開始することを特徴とする。
【００１１】
この給湯装置では、加熱手段とポンプを停止後、所定時間が経過してから、タンクの下部の温水を沸上循環回路で循環させるため、タンクの下部の温水の温度を下げることができる。そのため、沸上運転を再開した場合に、すぐに加熱手段に供給される温水の温度が第１所定温度以上になって沸上運転停止状態に戻ってしまうのを防止できる。
また、沸上循環回路で温水を循環させることにより、沸上循環回路で凍結が生じるのを防止できる。
【００１２】
第３の発明に係る給湯装置は、加熱手段と、給水源から給水されると共に、前記加熱手段で加熱された温水を貯留するタンクと、前記タンクの下部から流れ出た水を前記加熱手段に供給すると共に、前記加熱手段で加熱した温水を前記タンクに供給する沸上循環回路とを備え、前記沸上循環回路が、前記タンクから前記加熱手段に向かう流路に配置されたポンプを有すると共に、前記加熱手段で加熱した温水を前記タンクの上部に供給する上戻し状態および前記タンクの下部に供給する下戻し状態のいずれかに切り換え可能に構成され、沸上運転状態において、前記給水源から前記タンクに給水できない状態で、前記加熱手段に供給される水の温度が第１所定温度以上である場合に、前記加熱手段を停止して、前記沸上循環回路を前記下戻し状態に切り換えた第２沸上運転停止状態に変更されることを特徴とする。
【００１３】
この給湯装置では、加熱手段に供給される温水の温度が高い場合、即ち、ポンプに供給される温水の温度が高い場合であって、給水源からタンクに給水できない状態の場合に、沸上運転を停止するため、ポンプ内でキャビテーションが発生するのを防止できる。その結果、循環流量の低下や、ポンプの故障を防止できる。
また、この給湯装置では、加熱手段を停止した状態で、タンクの下部の温水を沸上循環回路で温水を循環させるため、タンクの下部の温水の温度を下げることができる。そのため、沸上運転を再開した場合に、すぐに加熱手段に供給される温水の温度が第１所定温度以上になって沸上運転停止状態に戻ってしまうのを防止できる。また、沸上循環回路で温水を循環させることにより、沸上循環回路で凍結が生じるのを防止できる。
【００１４】
第４の発明に係る給湯装置は、第１〜第３の発明のいずれかにおいて、前記タンク内の温水の温度が、前記第１所定温度より高い第２所定温度以上である場合に限り、前記第１または第２沸上運転停止状態に変更されることを特徴とする。
【００１５】
この給湯装置では、給水できない状態であって、タンク内の温水の温度と、加熱手段に供給される温水の温度が共に高い場合に、沸上運転を停止するため、ポンプに供給される温水の温度がより確実に高温である場合に沸上運転を停止できる。したがって、不要に沸上運転を停止してしまうのを防止できる。
【００１６】
第５の発明に係る給湯装置は、第１〜第４の発明のいずれかにおいて、外気温度が第３所定温度以下である場合に、前記給水源から前記タンクに給水できない状態であると判断することを特徴とする。
【００１７】
この給湯装置では、外気温度に基いて、給水できない状態であるか否か判断するため、給水配管が凍結している場合に給水できない状態であると判断できる。
【００１８】
第６の発明に係る給湯装置は、第１〜第５の発明のいずれかにおいて、前記給水源から前記タンクに給水される水の温度が第４所定温度以下である場合に、前記給水源から前記タンクに給水できない状態であると判断することを特徴とする。
【００１９】
この給湯装置では、給水温度に基いて、給水できない状態であるか否か判断するため、給水配管が凍結している場合に給水できない状態であると判断できる。
【００２０】
第７の発明に係る給湯装置は、第５または第６の発明において、前記タンクから給湯端末への温水の供給が無い状態が所定時間継続した場合に、前記給水源から前記タンクに給水できない状態であると判断することを特徴とする。
【００２１】
この給湯装置では、外気温度または給水温度が低く、且つ、タンクから給湯端末への給湯が無い状態（即ち、タンクへの給水が無い状態）が所定時間継続した場合に、給水できない状態であると判断する。そのため、給水配管がより確実に凍結している場合に、給水できない状態であると判断でき、不要に沸上運転を停止してしまうのを防止できる。
【００２２】
第８の発明に係る給湯装置は、第１〜第６の発明のいずれかにおいて、前記タンクと給湯端末とを連通させる開状態と、前記タンクと給湯端末とを遮断する閉状態とに切り換え可能な弁機構を備えており、前記弁機構が前記開状態であって、前記タンクから前記給湯端末への温水の供給が無い場合に、前記給水源から前記タンクに給水できない状態であると判断することを特徴とする。
【００２３】
この給湯装置では、弁機構が開状態であって、タンクから給湯端末へ給湯しようとしているにも関わらず、給湯端末への給湯が無い場合に、給水できない状態であると判断する。したがって、確実に給水できない状態の場合に、沸上運転を停止できるため、不要に沸上運転を停止してしまうのを防止できる。
【００２４】
第９の発明に係る給湯装置は、第２または第３の発明において、前記加熱手段に供給される水の温度が前記第１所定温度より低い第５所定温度未満の場合に、前記第１または第２沸上運転停止状態から沸上運転状態に変更されることを特徴とする。
【００２５】
この給湯装置では、沸上運転停止後、タンクの下部の温水を沸上循環回路で循環させることで、加熱手段に供給される水の温度が低下した場合（タンクの下部の温水の温度が低下した場合）に、沸上運転を再開する。そのため、たとえ再開時に給水できない状態であっても、キャビテーションの発生を防止できる。
【００２６】
第１０の発明に係る給湯装置は、第１〜第８の発明のいずれかにおいて、前記給水源から前記タンクに給水できる状態となった場合に、前記第１または第２沸上運転停止状態から沸上運転状態に変更されることを特徴とする。
【００２７】
この給湯装置では、沸上運転停止後、給水できる状態となった場合に、沸上運転を再開する。そのため、たとえ再開時に加熱手段に供給される水の温度が高い場合であっても、キャビテーションの発生を防止できる。
【００２８】
第１１の発明に係る給湯装置は、第１０の発明において、前記給水源から前記タンクに給水されると同時に、前記タンクから給湯端末に温水が供給された場合に、前記第１または第２沸上運転停止状態から沸上運転状態に変更されることを特徴とする。
【００２９】
この給湯装置では、確実に給水できる状態となった場合に、沸上運転を再開できる。
【００３０】
第１２の発明に係る給湯装置は、第５の発明において、外気温度が第３所定温度より高い第６所定温度以上である場合に、前記第１または第２沸上運転停止状態から沸上運転状態に変更されることを特徴とする。
【００３１】
この給湯装置では、沸上運転停止後、外気温度が高くなって、給水配管の凍結状態が解消された場合に、沸上運転を再開できる。
【００３２】
第１３の発明に係る給湯装置は、第６の発明において、前記給水源から前記タンクに給水される水の温度が第４所定温度よりも高い第７所定温度以上である場合に、前記第１または第２沸上運転停止状態から沸上運転状態に変更されることを特徴とする。
【００３３】
この給湯装置では、沸上運転停止後、給水温度が高くなって、給水配管の凍結状態が解消された場合に、沸上運転を再開できる。
【発明の効果】
【００３４】
以上の説明に述べたように、本発明によれば、以下の効果が得られる。
【００３５】
第１の発明では、加熱手段に供給される温水の温度が高い場合、即ち、ポンプに供給される温水の温度が高い場合であって、給水源からタンクに給水できない状態の場合に、沸上運転を停止するため、ポンプ内でキャビテーションが発生するのを防止できる。その結果、循環流量の低下や、ポンプの故障を防止できる。
【００３６】
第２の発明では、加熱手段とポンプを停止後、所定時間が経過してから、タンクの下部の温水を沸上循環回路で循環させるため、タンクの下部の温水の温度を下げることができる。そのため、沸上運転を再開した場合に、すぐに加熱手段に供給される温水の温度が第１所定温度以上になって沸上運転停止状態に戻ってしまうのを防止できる。
また、沸上循環回路で温水を循環させることにより、沸上循環回路で凍結が生じるのを防止できる。
【００３７】
第３の発明では、加熱手段に供給される温水の温度が高い場合、即ち、ポンプに供給される温水の温度が高い場合であって、給水源からタンクに給水できない状態の場合に、沸上運転を停止するため、ポンプ内でキャビテーションが発生するのを防止できる。その結果、循環流量の低下や、ポンプの故障を防止できる。
また、この給湯装置では、加熱手段を停止した状態で、タンクの下部の温水を沸上循環回路で温水を循環させるため、タンクの下部の温水の温度を下げることができる。そのため、沸上運転を再開した場合に、すぐに加熱手段に供給される温水の温度が第１所定温度以上になって沸上運転停止状態に戻ってしまうのを防止できる。また、沸上循環回路で温水を循環させることにより、沸上循環回路で凍結が生じるのを防止できる。
【００３８】
第４の発明では、給水できない状態であって、タンク内の温水の温度と、加熱手段に供給される温水の温度が共に高い場合に、沸上運転を停止するため、ポンプに供給される温水の温度がより確実に高温である場合に沸上運転を停止できる。したがって、不要に沸上運転を停止してしまうのを防止できる。
【００３９】
第５の発明では、外気温度に基いて、給水できない状態であるか否か判断するため、給水配管が凍結している場合に給水できない状態であると判断できる。
【００４０】
第６の発明では、給水温度に基いて、給水できない状態であるか否か判断するため、給水配管が凍結している場合に給水できない状態であると判断できる。
【００４１】
第７の発明では、外気温度または給水温度が低く、且つ、タンクから給湯端末への給湯が無い状態（即ち、タンクへの給水が無い状態）が所定時間継続した場合に、給水できない状態であると判断する。そのため、給水配管がより確実に凍結している場合に、給水できない状態であると判断でき、不要に沸上運転を停止してしまうのを防止できる。
【００４２】
第８の発明では、弁機構が開状態であって、タンクから給湯端末へ給湯しようとしているにも関わらず、給湯端末への給湯が無い場合に、給水できない状態であると判断する。したがって、確実に給水できない状態の場合に、沸上運転を停止できるため、不要に沸上運転を停止してしまうのを防止できる。
【００４３】
第９の発明では、沸上運転停止後、タンクの下部の温水を沸上循環回路で循環させることで、加熱手段に供給される水の温度が低下した場合（タンクの下部の温水の温度が低下した場合）に、沸上運転を再開する。そのため、たとえ再開時に給水できない状態であっても、キャビテーションの発生を防止できる。
【００４４】
第１０の発明では、沸上運転停止後、給水できる状態となった場合に、沸上運転を再開する。そのため、たとえ再開時に加熱手段に供給される水の温度が高い場合であっても、キャビテーションの発生を防止できる。
【００４５】
第１１の発明では、確実に給水できる状態となった場合に、沸上運転を再開できる。
【００４６】
第１２の発明では、沸上運転停止後、外気温度が高くなって、給水配管の凍結状態が解消された場合に、沸上運転を再開できる。
【００４７】
第１３の発明では、沸上運転停止後、給水温度が高くなって、給水配管の凍結状態が解消された場合に、沸上運転を再開できる。
【図面の簡単な説明】
【００４８】
【図１】本発明の第１実施形態に係る給湯装置の配管系統図である。
【図２】給湯装置のブロック図である。
【図３】沸上運転時の制御を示すフローチャートである。
【図４】給水配管が凍結状態であるか否かを判断するためのフローチャートである。
【図５】本発明の第２実施形態に係る給湯装置の沸上運転時の制御を示すフローチャートである。
【図６】本発明の他の実施形態に係る給湯装置において、給水できる状態であるか否かを判断するためのフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００４９】
以下、本発明の第実施形態に係る給湯装置ついて説明する。
図１に示すように、本実施形態の給湯装置１は、カランＡおよび風呂Ｂに温水を供給するための装置であって、ヒートポンプユニット（加熱手段）２と、ヒートポンプユニット２で加熱された温水を貯留するタンク３０を有する貯湯ユニット３と、リモコン（図示省略）とを備える。また、給湯装置１は、ヒートポンプユニット２と貯湯ユニット３とにわたって設けられた沸上循環回路５を有する。沸上循環回路５は、タンク３０の下部から流れ出た水をヒートポンプユニット２の水熱交換器２１に供給すると共に、水熱交換器２１で加熱した温水をタンクに供給するための回路である。また、本実施形態の給湯装置１は、タンク３０内の温水を熱源として風呂Ｂの追い焚きを行えるようになっている。
【００５０】
ヒートポンプユニット２は、冷媒回路４を有する。冷媒回路４は、圧縮機２０と、水熱交換器２１と、電動膨張弁２２と、空気熱交換器２３と、これらを順に接続する冷媒配管とを備えている。また、冷媒回路４は、水熱交換器２１から出る高温高圧の冷媒と、空気熱交換器２３から出る冷温低圧の冷媒との間で熱交換を行うためのガス熱交換器２４を備えている。また、空気熱交換器２３の近傍には、空気熱交換器２３の能力を調整するためのファン２５が配置されている。
【００５１】
圧縮機２０で圧縮された冷媒は、水熱交換器２１において温水との熱交換により冷却された後、ガス熱交換器２４でさらに冷却される。その後、冷媒は電動膨張弁２２において減圧された後、空気熱交換器２３において外気との熱交換により加熱されて、圧縮機２０に戻る。
【００５２】
また、ヒートポンプユニット２は、外気温度を検知するための外気温サーミスタ２８を備えている。
【００５３】
沸上循環回路５は、タンク３０と、ポンプ３２と、水熱交換器２１と、三方弁３３とが順に接続された回路である。
【００５４】
タンク３０の上部には、上戻し口３０ａと、給湯出口３０ｂと、湯はり・追焚出湯口３０ｃとが設けられており、タンク３０の下部には、下戻し口３０ｄと、取出口３０ｅと、給水口３０ｆと、追焚戻し口３０ｇとが設けられている。沸上循環回路５は、上戻し口３０ａ、下戻し口３０ｄ、および取出口３０ｅに接続されている。沸上運転時には、ポンプ３２の駆動により、タンク３０の取出口３０ｅから流出した温水が、水熱交換器２１に供給されて、水熱交換器２１において加熱された後、上戻し口３０ａまたは下戻し口３０ｄからタンク３０に戻される。
【００５５】
ポンプ３２は、貯湯ユニット３に設けられており、タンク３０の取出口３０ｅからヒートポンプユニット２に向かう流路に配置されている。
【００５６】
また、沸上循環回路５において水熱交換器２１よりも上流側には、水熱交換器２１に流入する温水の温度を検知するための往きサーミスタ２６が配置されている。また、水熱交換器２１よりも下流側には、水熱交換器２１で加熱された温水の温度を検知するための戻りサーミスタ２７が配置されている。
【００５７】
三方弁３３は、貯湯ユニット３に設けられており、水熱交換器２１で加熱された温水を上戻し口３０ａからタンク３０に戻す上戻し状態と、水熱交換器２１で加熱された温水を下戻し口３０ｄからタンク３０に戻す下戻し状態とに切り換え可能となっている。三方弁３３は、戻りサーミスタ２７で検知される温度（戻り温度）に応じて切り換えられる。戻り温度が低い場合（例えば沸上運転の開始直後）には、三方弁３３は下戻し状態に切り換えられ、戻り温度が目標温度に近付くと、三方弁３３は上戻し状態に切り換えられる。したがって、沸上運転時、低温の温水はタンク３０の下部に戻され、高温の温水はタンク３０の上部に戻される。なお、三方弁３３が上戻し状態（下戻し状態）のときに、沸上循環回路５が本発明の「上戻し状態（下戻し状態）」となっている。
【００５８】
また、タンク３０の外面には、タンク３０内の温水の温度を検知するための複数のタンクサーミスタ３１ａ〜３１ｆが、上下方向に並んで取り付けられている。タンクサーミスタ３１ａ〜３１ｆで検知された温度によって、タンク３０内に高温の温水がどれだけ残っているかを検知できる（残湯量検知）。
【００５９】
また、貯湯ユニット３は、給湯・追焚回路６を備えている。給湯・追焚回路６は、給湯端末（カランＡおよび風呂Ｂ）への給湯と、風呂Ｂの追い焚きとを行うための回路である。給湯・追焚回路６は、給水源Ｓから供給された水とタンク３０から流出した温水とを混合して、カランＡまたは風呂Ｂに供給すると同時に、タンク３０内への給水を行うように構成されている。
【００６０】
給湯・追焚回路６は、給水配管４０と、給水分岐管４１、４２と、出湯配管４３と、給湯配管４４と、循環配管４５と、接続配管４６と、湯はり配管４７と、風呂循環配管４８と、第１混合弁４９と、第２混合弁５０とを有する。また、図示は省略するが、給湯・追焚回路６には、逆流を防止するために複数の逆止弁が設置されている。
【００６１】
給水配管４０は、給水源Ｓからタンク３０に給水するための配管であって、タンク３０の給水口３０ｆに接続されている。この給水配管４０には、給水源Ｓからタンク３０に供給される水の温度を検知するための給水サーミスタ５１と、給水圧力を調整するための減圧弁５２とが配置されている。給水分岐管４１は、給水配管４０を流れる水を、第１混合弁４９に供給する配管である。給水分岐管４２は、給水分岐管４１を流れる水を、第２混合弁５０に供給する配管である。
【００６２】
出湯配管４３は、タンク３０の給湯出口３０ｂから流出した温水を、第１混合弁４９に供給する配管である。第１混合弁４９は、タンク３０の給湯出口３０ｂから流出した温水と、給水源Ｓから供給された水とを混合する。給湯配管４４は、第１混合弁４９で混合された温水を、カランＡに供給する配管である。この給湯配管４４には、カランＡに供給される温水の単位時間当たりの流量（第１給湯流量）を検知するための第１給湯流量センサ５３と、カランＡに供給される温水の温度を検知するための第１給湯サーミスタ５４とが配置されている。
【００６３】
カランＡを開栓すると、給水圧力によって、給水源Ｓからの水が給水口３０ｆからタンク３０に供給されると同時に、タンク３０の給湯出口３０ｂから出湯配管４３に温水が流出する。タンク３０から流出した温水は、第１混合弁４９において、給水源Ｓからの水と混合された後、カランＡに供給される。
【００６４】
循環配管４５は、タンク３０の湯はり・追焚出湯口３０ｃと、タンク３０の追焚戻し口３０ｇに接続されている。循環配管４５の途中には、追焚熱交換器５５と、湯はり・追焚出湯口３０ｃから循環配管４５に温水を引き込むためのポンプ５６とが配置されている。追焚熱交換器５５は、循環配管４５を流れる高温の温水と、風呂循環配管４８を流れる水（風呂水）との間で熱交換させて、風呂水を加熱するためのものである。
【００６５】
風呂循環配管４８は、その両端が風呂Ｂに接続されている。風呂循環配管４８の途中には、追焚熱交換器５５と、風呂Ｂから風呂水を風呂循環配管４８に引き込むためのポンプ５７と、風呂サーミスタ５８とが配置されている。風呂サーミスタ５８は、追焚熱交換器５５で加熱される前の風呂水の温度を検知するためのものである。
【００６６】
風呂Ｂの追い焚きを行う場合には、ポンプ５６が駆動されて、タンク３０の湯はり・追焚出湯口３０ｃから温水が循環配管４５に引き込まれるとともに、ポンプ５７が駆動されて、風呂水が風呂循環配管４８に引き込まれる。この風呂水は、追焚熱交換器５５において加熱された後、風呂Ｂに戻される。また、タンク３０から流出した温水は、追焚熱交換器５５において冷却された後、追焚戻し口３０ｇからタンク３０に戻される。
【００６７】
また、循環配管４５の追焚熱交換器５５よりも上流側の位置には、接続配管４６が接続されている。接続配管４６は、循環配管４５を流れる温水を、第２混合弁５０に供給する配管である。第２混合弁５０は、タンク３０の湯はり・追焚出湯口３０ｃから流出した温水と、給水源Ｓから供給される水とを混合する。湯はり配管４７は、第２混合弁５０で混合された温水を、風呂循環配管４８に供給する配管である。この湯はり配管４７の途中には、湯はり電磁弁５９と、湯はり配管４７を流れる温水の単位時間当たりの流量を検知するための第２給湯流量センサ６０と、湯はり配管４７を流れる温水の温度を検知するための第２給湯サーミスタ６１とが配置されている。
【００６８】
風呂Ｂの湯はりを行う場合には、湯はり電磁弁５９は開状態に切り換えられ、給水圧力によって、給水源Ｓからの水が給水口３０ｆからタンク３０に供給されると同時に、タンク３０の湯はり・追焚出湯口３０ｃから温水が流出する。タンク３０から流出した温水は、第２混合弁５０において、給水源Ｓからの水と混合された後、湯はり配管４７、風呂循環配管４８を通って、風呂Ｂに供給される。
【００６９】
リモコン（図示省略）は、操作部と表示部を有する。表示部には、給湯設定温度、風呂設定温度、タンクの残湯量などが表示される。リモコンの操作部は、風呂Ｂの湯はりを開始するための湯はりボタン、風呂Ｂの追い焚きを開始するための追焚ボタン、給湯設定温度を変更するためのボタンなどを有する。
【００７０】
次に、給湯装置１の制御部７について説明する。図２に示すように、制御部７は、ヒートポンプユニット２のサーミスタ２６、２７、２８、圧縮機２０、ファン２５、貯湯ユニット３のサーミスタ３１ａ〜３１ｆ、５１、５４、５８、６１、給湯流量センサ５３、６０、ポンプ３２、５６、５７、三方弁３３、混合弁４９、５０、湯はり電磁弁５９、リモコン等に、有線または無線により通信可能に接続されている。なお、図２では、制御部７に接続される上記構成部品の一部を省略して表示している。制御部７は、給湯運転、湯はり運転、追焚運転、沸上運転の制御を行う。以下、具体的に説明する。
【００７１】
（給湯運転）
制御部７は、第１給湯流量センサ５３よってカランＡへの給湯があることを検知すると、カランＡへ給湯される温水の温度が給湯設定温度となるように、第１混合弁４９を制御して、給湯運転を行う。
【００７２】
（湯はり運転）
制御部７は、リモコンの湯はりボタンが押下されると、湯はり電磁弁５９を開状態に切り換えて、湯はり運転を開始する。湯はり運転時、制御部７は、風呂Ｂに供給される温水の温度が湯はり設定温度となるように、第２混合弁５０を制御する。また、制御部７は、第２給湯流量センサ６０の検知結果を基にして算出される風呂Ｂに供給された全水量が所定量に達したときに、湯はり電磁弁５９を閉状態に切り換えて、湯はり運転を終了する。
【００７３】
（追焚運転）
制御部７は、リモコンの追焚ボタンが押下されると、ポンプ５６とポンプ５７を駆動して、追焚運転を開始する。制御部７は、風呂サーミスタ５８で検知される温度が、風呂設定温度に達したときに、ポンプ５６、５７を停止して、追焚運転を終了する。
【００７４】
（沸上運転）
制御部７は、電気料金の安価な夜間時間帯に沸上運転を自動的に開始する。また、時間帯に関わらず、タンク３０の残湯量が所定量未満となった場合にも、沸上運転を開始する。制御部７は、時刻または残湯量による沸上運転開始条件が成立すると、圧縮機２０、ファン２５、およびポンプ３２を駆動して、沸上運転を開始する。沸上運転時、制御部７は、戻りサーミスタ２７で検知される戻り温度に基いて三方弁３３を制御する。
【００７５】
また、制御部７は、沸上運転時に、ポンプ３２内でキャビテーションが発生するのを防止するために、所定の条件が成立した場合に、沸上運転を途中で停止する。以下、図３および図４に示すフローチャートを用いて具体的に説明する。
【００７６】
図３に示すように、制御部７は、沸上運転開始後、給水配管４０が凍結状態であるか否かの判断を行う（ステップＳ１）。具体的には、図４に示すように、外気温サーミスタ２８で検知される外気温度が、所定の温度Ｔａ以下であって（ステップＳ１１：ＹＥＳ）、給水サーミスタ５１で検知される温度（給水温度）が、所定の温度Ｔｂ以下であって（ステップＳ１２：ＹＥＳ）、カランＡまたは風呂Ｂへの給湯が無い状態が所定時間ｔ１継続した場合、または、湯はり電磁弁５９が開状態であるにも関わらず風呂Ｂへの給湯が無い場合に（ステップＳ１３：ＹＥＳ）、制御部７は、給水配管４０が凍結状態であると判断する（ステップＳ１４）。ステップＳ１１〜Ｓ１３の条件が成立しない場合には、制御部７は、給水配管４０が凍結状態でないと判断する（ステップＳ１５）。
【００７７】
カランＡおよび風呂Ｂへの給湯の有無は、給湯流量センサ５３、６０の検知結果に基づいて判断する。また、温度Ｔａ、Ｔｂは、例えばＴａ＝２℃、Ｔｂ＝５℃であるが、これに限定されるものではなく、給水配管が凍結している可能性のある温度であればよい。また、時間ｔ１は、例えば６０分であるが、これに限定されるものではない。また、制御部７が凍結状態であると判断した場合であっても、実際には凍結していない場合があってもよい。
【００７８】
制御部７は、給水配管４０が凍結状態であると判断した場合であって（ステップＳ１：ＹＥＳ）、タンクサーミスタ３１ａ〜３１ｆのうち最下部のサーミスタ３１ｆで検知される温度（タンク温度）が、所定の温度Ｔｃ以上であって（ステップＳ２：ＹＥＳ）、往きサーミスタ２６で検知される温度（往き温度）が、温度Ｔｃよりも低い所定の温度Ｔｄ以上の場合には（ステップＳ３：ＹＥＳ）、ヒートポンプユニット２の圧縮機２０とファン２５を停止すると共に、貯湯ユニット３のポンプ３２を停止して、沸上運転を停止する（第１沸上運転停止状態）（ステップＳ４）。温度Ｔｃ、Ｔｂは、例えばＴｃ＝４５℃、Ｔｄ＝２０℃であるが、これに限定されるものではない。
【００７９】
制御部７は、沸上運転を停止してから（即ち、圧縮機２０およびポンプ３２を停止してから）、所定時間ｔ２が経過したときに（ステップＳ５：ＹＥＳ）、三方弁３３を下戻し状態に切り換えると共に、ポンプ３２の駆動を開始する（ステップＳ６）。これにより、タンク３０の下部から温水が取り出されて、タンク３０の下部に戻されるように、沸上循環回路５において温水が循環する。そのため、タンクの下部の温水の温度を下げることができる。時間ｔ２は、例えば１０分であるが、これに限定されるものではなく、水熱交換器２１の冷媒の温度を下げることができる時間であればよい。
【００８０】
その後、制御部７は、カランＡまたは風呂Ｂへの給湯があった場合、または、往き温度が温度Ｔｄよりも低い温度Ｔｅ以下となった場合に（ステップＳ７：ＹＥＳ）、沸上運転を再開する（ステップＳ８）。温度Ｔｅは、例えば１５℃であるが、これに限定されるものではない。
【００８１】
また、制御部７は、タンクサーミスタ３１ａ〜３１ｆで検知される温度が目標沸上温度に達したときに、沸上運転を終了する。
【００８２】
給水配管４０が凍結しているときに、カランＡまたは風呂Ｂへ給湯しようとカランＡを開栓または湯はり電磁弁５９を開弁した場合、給湯はされないが、タンク３０内の圧力が大気圧まで低下する。沸上運転時に、タンク３０内の圧力が低下すると、ポンプ３２に供給される温水の圧力も低くなる。このとき、ポンプ３２に供給される温水の温度が高いと、ポンプ３２内でキャビテーションが発生する場合がある。本実施形態の給湯装置１では、ポンプ３２に供給される温水の温度が高い場合であって、給水配管４０が凍結状態であると判断した場合に、沸上運転を停止するため、ポンプ３２内でキャビテーションが発生するのを防止できる。その結果、循環流量の低下や、ポンプ３２の故障を防止できる。
【００８３】
また、本実施形態では、外気温度および給水温度が低く、且つ、タンク３０から給湯端末への給湯が無い状態（即ち、タンク３０への給水が無い状態）が所定時間ｔ１継続した場合に、給水配管４０が凍結状態であると判断する。そのため、給水配管４０がより確実に凍結している場合に、給水できない状態であると判断でき、不要に沸上運転を停止してしまうのを防止できる。
【００８４】
また、湯はり電磁弁５９が開状態であって、タンク３０から風呂Ｂへ給湯しようとしているにも関わらず、風呂Ｂへの給湯が無い場合には、確実に給水できない状態となっている。本実施形態の給湯装置１では、上述の状態であって、且つ、外気温度および給水温度が低い場合に、給水配管４０が凍結状態であると判断する。したがって、確実に給水できない状態の場合に、沸上運転を停止できるため、不要に沸上運転を停止してしまうのを防止できる。
【００８５】
また、本実施形態では、給水配管４０が凍結状態であると判断した場合であって、タンク温度と往き温度が共に高い場合に、沸上運転を停止するため、ポンプ３２に供給される温水の温度がより確実に高温の場合に沸上運転を停止できる。したがって、不要に沸上運転を停止してしまうのを防止できる。
【００８６】
また、本実施形態では、圧縮機２０を停止後、所定時間ｔ２が経過して、水熱交換器２１の冷媒の温度が下がってから、タンク３０の下部の温水を沸上循環回路５で循環させるため、タンク３０の下部の温水の温度を下げることができる。そのため、沸上運転を再開した場合に、すぐに往き温度がＴｄ以上になって沸上運転が停止してしまうのを防止できる。追焚運転の終了間際には、高温の温水がタンク３０の下部に戻されるため、タンク３０の下部の温水の温度が局所的に高温となる場合がある。そのため、追焚運転を行った場合には、タンク３０の下部の温水を沸上循環回路５で循環させて冷却することは特に有効である。
【００８７】
また、沸上循環回路５で温水を循環させることにより、沸上循環回路５で凍結が生じるのを防止できる。
【００８８】
また、本実施形態では、沸上運転停止後、タンク３０の下部の温水を沸上循環回路５で循環させることで、往き温度が低下した場合（タンク３０の下部の温水の温度が低下した場合）に、沸上運転を再開する。そのため、たとえ再開時に給水配管４０が凍結したままでも、キャビテーションの発生を防止できる。
【００８９】
また、本実施形態では、沸上運転停止後、カランＡまたは風呂Ｂへの給湯があった場合、つまり、凍結が解消されて給水できる状態となった場合に、沸上運転を再開する。そのため、たとえ再開時に往き温度が高くても、キャビテーションの発生を防止できる。
【００９０】
＜第２実施形態＞
次に、本発明の第２実施形態に係る給湯装置について説明する。但し、上記第１実施形態と同様の構成を有するものについては、同じ符号を用いて適宜その説明を省略する。
本実施形態の給湯装置は、制御部の沸上運転時の制御が、上記第１実施形態と異なっており、その他の構成は、上記第１実施形態と同じである。
【００９１】
図５に示すように、本実施形態の制御部は、沸上運転時、上記第１実施形態で述べたステップＳ１、Ｓ２、Ｓ３の条件が成立した場合に、ポンプ３２を停止せずに、ヒートポンプユニット２の圧縮機２０とファン２５を停止して、沸上運転を停止する（第２沸上運転停止状態）（ステップＳ１０４）。
【００９２】
制御部は、沸上運転を停止後、戻りサーミスタ２７で検知される戻り温度が、所定の温度Ｔｆ以下の場合に（ステップＳ１０５：ＹＥＳ）、三方弁３３を下戻し状態に切り換える（ステップＳ１０６）。これにより、タンク３０の下部から温水が取り出されて、タンク３０の下部に戻されるように、沸上循環回路５において温水が循環する。温度Ｔｆは、例えば５０℃であるが、これに限定されるものではない。
【００９３】
その後、制御部７は、第１実施形態と同様に、カランＡまたは風呂Ｂへの給湯があった場合、または、往き温度が温度Ｔｄよりも低い温度Ｔｅ以下となった場合に（ステップＳ１０７：ＹＥＳ）、沸上運転を再開する（ステップＳ１０８）。
【００９４】
本実施形態の給湯装置１によると、第１実施形態の給湯装置１と同様の効果を得ることができる。また、本実施形態では、沸上運転の停止時にポンプ３２を停止させないため、タンク３０内の温度成層が整えられ、タンク３０内に熱量を効率的に貯蓄できる。
【００９５】
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明の具体的な構成は、上記第１および第２実施形態に限定されるものでないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記実施形態の説明だけではなく特許請求の範囲によって示され、さらに特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれる。
【００９６】
上記第１および第２実施形態では、給水配管４０が凍結状態であるか否か判断するための温度条件として、外気温度と給水温度を用いているが、いずれか一方のみを用いてもよい。
【００９７】
上記第１および第２実施形態では、温度条件（ステップＳ１１、Ｓ１２）が成立して、カランＡまたは風呂Ｂへの給湯が無い状態が所定時間ｔ１継続した場合、または、湯はり電磁弁５９が開状態であって風呂Ｂへの給湯が無い場合に、給水配管４０が凍結状態であると判断しているが、温度条件が成立し、カランＡまたは風呂Ｂへの給湯が無い状態が所定時間ｔ１継続した場合にのみ、給水配管４０が凍結状態であると判断してもよい。つまり、図４のステップＳ１３は、カランＡまたは風呂Ｂへの給湯が無い状態が所定時間ｔ１継続しているか否かの判断だけでもよい。
【００９８】
上記第１および第２実施形態では、給水配管４０が凍結状態であるか否かの判断を行い、凍結状態であると判断した場合に、沸上運転を停止しているが、凍結に限らず給水できない状態であると判断した場合に、沸上運転を停止してもよい。
第１実施形態で述べたように、給水できない状態のときに給湯しようとすると、タンク３０内の圧力が大気圧まで低下することから、例えば、給水配管４０またはタンク３０に、内部の圧力を検知する圧力センサを設けて、圧力が所定値以下の場合に給水できない状態であると判断してもよい。
また、例えば図６に示すように、外気温度および給水温度に関わらず、湯はり電磁弁５９が開状態であって風呂Ｂへの給湯が無い場合に（ステップＳ２１１：ＹＥＳ）、給水できない状態であると判断してもよい（ステップＳ２１５）。なお、図６のステップＳ２１２〜Ｓ２１４は、凍結により給水できない状態であるか否かを判断するための条件である。
【００９９】
上記第１および第２実施形態では、給水配管４０が凍結状態であると判断した場合に、タンク温度と往き温度とに基いて、沸上運転を停止するようになっているが、給水できない状態であると判断した場合に、往き温度のみに基いて、沸上運転を停止してもよい。
【０１００】
上記第１実施形態では、圧縮機２０とポンプ３２を停止して沸上運転を停止後、所定時間ｔ２が経過してから、ポンプ３２の駆動を開始しているが（図３のステップＳ４〜Ｓ６参照）、圧縮機２０とポンプ３２を停止して沸上運転を停止後、ポンプ３２を停止したままでもよい。この場合、カランＡまたは風呂Ｂへの給湯があった場合にのみ、沸上運転を再開する。
【０１０１】
上記第１および第２実施形態では、沸上運転停止後、カランＡまたは風呂Ｂへの給湯があった場合に、または、往き温度が温度Ｔｅ以下の場合に、沸上運転を再開するようになっているが、往き温度は、沸上運転を再開する条件として用いなくてもよい。
【０１０２】
上記第１および第２実施形態では、沸上運転停止後、カランＡまたは風呂Ｂへの給湯があった場合に、沸上運転を再開しているが、給湯以外でも、給水できる状態であることが判断できれば、沸上運転を再開してよい。
例えば、外気温度が、温度Ｔａよりも高い所定の温度以上となった場合に、沸上運転を再開してもよい。また、給水温度が、温度Ｔｂよりも高い所定の温度以上となった場合に、沸上運転を再開してもよい。この２つの変更例によると、外気温度および給水温度が高くなって、給水配管４０の凍結状態が解消された場合に、沸上運転を再開できる。
【産業上の利用可能性】
【０１０３】
本発明を利用すれば、給湯装置のポンプ内でキャビテーションが発生するのを防止できる。
【符号の説明】
【０１０４】
１  給湯装置
２  ヒートポンプユニット（加熱手段）
５  沸上循環回路
３０  タンク
３２  沸上往き流路
３３  沸上戻り流路
３２  ポンプ
３３  三方弁
５９  湯はり電磁弁（弁機構）
Ａ  カラン（給湯端末）
Ｂ  風呂（給湯端末）
Ｓ  給水源
【図１】
2014013103.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
2014013103.tif 000007
【図６】
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