(57)【要約】  給湯装置は、圧縮機および熱交換器が接続されたヒートポンプ装置と、熱交換器を介してヒートポンプ装置と接続される熱媒体回路と、熱媒体回路の熱媒体と熱交換された水を貯えるタンクと、タンクの異なる高さの位置にそれぞれ取り付けられ、タンク内の水の温度を検知する２つのタンク温度検知手段と、２つのタンク温度検知手段が検知する値を用いてタンクの水の温度を制御する制御部とを有し、制御部は、２つのタンク温度検知手段のうち、いずれか一方の温度検知手段が検知した値が示す貯湯温度と、２つのタンク温度検知手段が検知したタンク内温度の差であるタンク内温度差とに基づいて、タンク内の水の目標給湯温度を設定するものである。
2019163099.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧縮機および熱交換器が接続されたヒートポンプ装置と、
前記熱交換器を介して前記ヒートポンプ装置と接続される熱媒体回路と、
前記熱媒体回路の熱媒体と熱交換された水を貯えるタンクと、
前記タンクの異なる高さの位置にそれぞれ取り付けられ、前記タンク内の水の温度を検知する２つのタンク温度検知手段と、
前記２つのタンク温度検知手段が検知する値を用いて前記タンクの水の温度を制御する制御部と、
を有し、
前記制御部は、
前記２つのタンク温度検知手段のうち、いずれか一方の温度検知手段が検知した値が示す貯湯温度と、前記２つのタンク温度検知手段が検知したタンク内温度の差であるタンク内温度差とに基づいて、前記タンク内の水の目標給湯温度を設定する、
給湯装置。
【請求項２】
前記制御部は、
前記貯湯温度が第１閾値以上であり、かつ前記タンク内温度差が第２閾値未満である場合、前記目標給湯温度を前記貯湯温度よりも低い温度に設定する、請求項１に記載の給湯装置。
【請求項３】
前記制御部は、
前記貯湯温度が第１閾値以上であり、かつ前記タンク内温度差が第２閾値未満である場合、前記圧縮機の回転数を運転効率が最大になる回転数に設定する、請求項１または２に記載の給湯装置。
【請求項４】
前記制御部は、
前記貯湯温度が第１閾値未満、または前記タンク内温度差が第２閾値以上である場合、前記目標給湯温度を設定給湯温度に設定する、請求項１〜３のいずれか１項に記載の給湯装置。
【請求項５】
前記熱媒体回路は、熱媒体と前記タンク内の水とが熱交換するタンク側熱交換器を有し、
前記タンク側熱交換器が前記タンク内に設けられている、請求項１〜４のいずれか１項に記載の給湯装置。
【請求項６】
前記熱媒体回路と接続され、空調対象空間に放熱する暖房ユニットをさらに有する、請求項１〜５のいずれか１項に記載の給湯装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、熱源にヒートポンプ装置を用いた給湯装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の給湯装置は、ヒートポンプを熱源として、冷媒と内部を流れる水を代表とする熱媒体との熱交換を行う熱交換器と、給湯タンクと、熱媒体により加熱された水を給湯タンクに貯湯する給湯水回路と、を有する（例えば、特許文献１参照）。【０００３】
特許文献１に開示された貯湯式給湯装置は、貯湯タンク内の上層部の貯湯温度を検出する貯湯温度検出手段と、貯湯タンク内の貯湯量を検出する複数の貯湯量検出手段とを用いて、貯湯温度と貯湯量に応じた給湯運転を行う。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００７−１３２５９４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１に開示された貯湯式給湯装置は、一つの貯湯温度検出手段と複数の貯湯量検出手段とを有しており、貯湯タンク内の貯湯量を検出する。このため、貯湯量検出手段の数が多く、給湯装置の製造コストが高くなってしまう。一方、貯湯量検出手段の数が少ないと、給湯装置は、残湯量がわからず、湯切れを起こしてしまう。【０００６】
本発明は、上記のような課題を解決するためになされたもので、湯切れせず、製造コストを抑えた給湯装置を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明に係る給湯装置は、圧縮機および熱交換器が接続されたヒートポンプ装置と、前記熱交換器を介して前記ヒートポンプ装置と接続される熱媒体回路と、前記熱媒体回路の熱媒体と熱交換された水を貯えるタンクと、前記タンクの異なる高さの位置にそれぞれ取り付けられ、前記タンク内の水の温度を検知する２つのタンク温度検知手段と、前記２つのタンク温度検知手段が検知する値を用いて前記タンクの水の温度を制御する制御部と、を有し、前記制御部は、前記２つのタンク温度検知手段のうち、いずれか一方の温度検知手段が検知した値が示す貯湯温度と、前記２つのタンク温度検知手段が検知したタンク内温度の差であるタンク内温度差とに基づいて、前記タンク内の水の目標給湯温度を設定するものである。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、２つのタンク温度検知手段の値を用いて残湯量が推定され、推定された残湯量と貯湯温度とに応じて、湯切れしないように目標給湯温度が設定される。２つのタンク温度検知手段が検知した値を用いてタンクの残湯量が推定されるので、検知手段の数を抑制でき、製造コストを抑えることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の実施の形態１に係る給湯装置の一構成例を示す図である。
【図２】図１に示した制御部の一構成例を示すブロック図である。
【図３】本発明の実施の形態１に係る給湯装置が行う給湯制御を示すフローチャートである。
【図４】本発明の実施の形態４に係る給湯装置の一構成例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
実施の形態１．
本実施の形態１の給湯装置の構成を説明する。図１は、本発明の実施の形態１に係る給湯装置の一構成例を示す図である。給湯装置１は、ヒートポンプ装置１００と、給湯ユニット２００と、暖房ユニット３００とを有する。
【００１１】
ヒートポンプ装置１００は、圧縮機２と、冷媒と熱媒体とが熱交換する熱交換器３と、膨張弁４と、冷媒と室外空気とが熱交換する蒸発器５とを有するヒートポンプ式熱源である。圧縮機２、熱交換器３、膨張弁４および蒸発器５が冷媒配管で接続され、冷媒が循環する冷媒回路６が構成される。
【００１２】
圧縮機２は、容量制御できるインバータ圧縮機などで構成され、低温低圧のガス冷媒を吸引し、吸引した冷媒を圧縮して高温高圧のガス冷媒の状態にして吐出する。熱交換器３は、例えば、プレート式熱交換器で構成される。膨張弁４は、高圧の冷媒を減圧させて低圧の気液二相冷媒にする膨張装置である。蒸発器５は、例えば、プレートフィン式熱交換器などで構成され、冷媒を外気と熱交換させて冷媒を蒸発させる。
【００１３】
給湯ユニット２００は、ポンプ８および１６と、三方弁９と、タンク１０と、タンク側熱交換器１１と、熱媒体が循環する一次側熱媒体回路１２と、水が循環する二次側水回路１７と、タンク温度検知手段１８および１９と、制御部２０とを有する。ポンプ８、熱交換器３、三方弁９およびタンク側熱交換器１１が熱媒体配管で接続され、一次側熱媒体回路１２が構成される。タンク側熱交換器１１、ポンプ１６およびタンク１０が水配管で接続され、二次側水回路１７が構成される。タンク１０の下部には、水道等の外部の水源から水が供給される給水配管１３が接続されている。例えば、蛇口、シャワーおよび浴槽等の給湯端末に接続される出湯配管１４が、タンク１０の上部に接続されている。
【００１４】
ポンプ８は熱媒体を搬送するポンプである。ポンプ８は、熱交換器３で冷媒と熱交換された熱媒体を一次側熱媒体回路１２に循環させる。ポンプ１６は、水を搬送するポンプである。ポンプ１６は、タンク１０とタンク側熱交換器１１との間で水を循環させる。三方弁９は、熱媒体の流通方向を切り替える。三方弁９は、流入する熱媒体を２本の熱媒体配管のうち、いずれか一方の熱媒体配管に流出させ、または両方の熱媒体配管に分流する。
【００１５】
タンク側熱交換器１１は、熱媒体とタンク１０に貯えられた水との熱を交換する。タンク側熱交換器１１は、例えば、プレート熱交換器で構成される。本実施の形態１では、タンク側熱交換器１１はタンク１０の外側に設置されている。タンク１０は、熱媒体の熱と熱交換された水を貯える。
【００１６】
タンク温度検知手段１８および１９は、タンク１０に取り付けられており、タンク１０内の水の温度を検知する。タンク温度検知手段１８および１９の設置位置は、例えば、タンク１０の重力方向に沿って高さが異なる位置である。図１に示す構成例は、タンク１０の重力方向に沿って、タンク温度検知手段１８の位置がタンク温度検知手段１９の位置よりも高い場合を示している。タンク温度検知手段１８および１９の位置は図１に示す場合に限らない。タンク温度検知手段１８および１９のうち、いずれか一方が、タンク１０の貯湯温度を検知する温度検知手段としてユーザによって選択される。
【００１７】
図２は、図１に示した制御部の一構成例を示すブロック図である。制御部２０は、例えば、マイクロコンピュータである。制御部２０は、プログラムを記憶するメモリ２６と、プログラムにしたがって処理を実行するＣＰＵ２５とを有する。メモリ２６が記憶するプログラムをＣＰＵ２５が実行することで、制御部２０がヒートポンプ装置１００および給湯ユニット２００を制御する。制御部２０は、給湯運転または暖房運転の指示が入力されると、三方弁９の流路切り替えと、圧縮機２、ポンプ８および１６の回転数と、膨張弁４の開度とを制御する。
【００１８】
また、制御部２０は、給湯運転に関して、ユーザが要求する熱量に対してタンク１０の貯湯量に余裕がないと判定した場合、湯切れ防止を優先する通常モードで給湯装置１を運転する。一方、制御部２０は、ユーザの要求する熱量に対してタンク１０の貯湯量に余裕があると判定した場合、省エネルギー性を優先する放熱モードで給湯装置１を運転する。通常モードおよび放熱モードの運転モードに応じて、制御部２０は、貯湯温度の目標値である目標給湯温度を設定し、目標給湯温度にしたがって冷媒回路６の冷凍サイクルを制御する。制御部２０は、例えば、通常モードの場合、目標給湯温度をユーザによって指示された設定給湯温度Ｔｓに設定し、放熱モードの場合、目標給湯温度を設定給湯温度Ｔｓよりも低い温度に設定する。
【００１９】
制御部２０に設けられる演算処理デバイスは、ＣＰＵ２５に限らず、ＤＳＰ（Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｓｉｇｎａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｏｒ）であってもよい。制御部２０には、図に示さないリモートコントローラが接続されていてもよい。図１では、制御部２０と圧縮機２、タンク温度検知手段１８および１９との接続を破線で示しているが、制御部２０と膨張弁４、三方弁９、ポンプ８および１６との接続を図示すことを省略している。また、冷媒回路６において、図に示さない温度センサおよび圧力センサが設けられていてもよく、制御部２０が行う冷凍サイクル制御に、これらのセンサが検知した値が用いられてもよい。
【００２０】
図１に示した暖房ユニット３００は、一次側熱媒体回路１２の熱媒体を暖房ユニット３００に流通させる暖房回路２１を有する。暖房ユニット３００は、加熱された熱媒体が一次側熱媒体回路１２を介して供給され、熱媒体から熱を受け取って空調対象空間の室内に放熱する。
【００２１】
なお、本実施の形態１では、給湯装置１が暖房ユニット３００を有する場合で説明するが、暖房ユニット３００を有していなくてもよい。また、本実施の形態１では、制御部２０が給湯ユニット２００に設けられている場合で説明するが、制御部２０の設置位置は給湯ユニット２００に限らない。
【００２２】
次に、給湯装置１の動作を説明する。給湯装置１に給湯運転および暖房運転のうち、一方または両方の運転の指示が入力されると、指示された運転にしたがって三方弁９の流路が切り替わる。圧縮機２の回転により高温高圧となった冷媒が、熱交換器３において、一次側熱媒体回路１２を循環する熱媒体と熱交換を行う。熱交換器３で加熱された熱媒体がポンプ８によって一次側熱媒体回路１２に搬送され、三方弁９を通ってタンク側熱交換器１１に搬送されることで、給湯運転が行われる。タンク側熱交換器１１で熱交換された水は、ポンプ１６により搬送されることでタンク１０内に蓄えられる。一方、熱交換器３で加熱された熱媒体が、三方弁９から暖房回路２１を流通して暖房ユニット３００に搬送され、室内に放熱することで、暖房運転が行われる。
【００２３】
このようにして、給湯ユニット２００は、三方弁９の流路の切り替えに応じて、給湯運転および暖房運転のうち、いずれか一方の運転、または両方同時に運転する給湯暖房同時運転を行う。給湯暖房同時運転とは、熱交換器３で加熱された熱媒体によってタンク１０内の水を加熱する給湯運転と、熱交換器３で加熱された熱媒体によって暖房ユニット３００が室内に放熱する暖房運転と、を同時に行うことをいう。
【００２４】
次に、給湯装置１が実行する給湯制御を説明する。図３は、本発明の実施の形態１に係る給湯装置が行う給湯制御を示すフローチャートである。図３に示す手順が、メモリ２６が記憶するプログラムに含まれている。
【００２５】
ユーザは、湯の使用量に応じて、タンク１０の貯湯温度を検知する手段として、タンク温度検知手段１８および１９のうち、いずれか１つを選択する。湯の使用量は、例えば、必要な熱量である。図１を参照すると、タンク１０に貯留するお湯は、タンク１０の上方から出湯配管１４を介して、図に示さない給湯端末に供給される。一方、温める前の水は、給水配管１３を介して、外部の水源からタンク１０の下方に供給される。タンク温度検知手段１９が検知する温度の方が、タンク温度検知手段１８が検知する温度よりも低い傾向がある。そのため、ユーザが、使用するお湯の温度検知手段として、タンク１０の下方に取り付けられたタンク温度検知手段１９を選択すれば、給湯装置１がより早く運転を開始することになる。
【００２６】
湯を浴槽に満たす場合と湯で食器洗浄する場合とで比較すると、浴槽に湯を満たす場合は食器洗浄の場合に比べて、使用する湯量が多く、湯の温度も高いため、必要な熱量も多くなる。ユーザは、湯を浴槽に満たすことに使用する場合、高い温度で多量の湯を必要とするため、タンク１０においてタンク温度検知手段１８よりも下方に取り付けられたタンク温度検知手段１９を選択することが考えられる。使用する湯量が多い場合に、ユーザがタンク温度検知手段１９を選択するのは、給湯装置１がより早く運転を開始しないと湯切れリスクが高くなるためである。一方、ユーザは、キッチンで湯を食器洗浄に使用する場合、多くの湯を必要としないため、タンク１０においてタンク温度検知手段１９よりも上方に取り付けられたタンク温度検知手段１８を選択することが考えられる。
【００２７】
以下では、タンク温度検知手段１８および１９のうち、ユーザが選択したタンク温度検知手段が検知する値をメイン温度Ｔａとする。また、タンク温度検知手段１８および１９のうち、ユーザが選択しなかったタンク温度検知手段が検知する値をサブ温度Ｔｂとする。
【００２８】
ユーザは、選択したタンク温度検知手段と設定給湯温度Ｔｓと給湯運転の指示とを、図に示さないリモートコントローラを介して制御部２０に入力する。制御部２０は、ステップＳＴ１０１において、給湯運転指示があるか否かを判定する。給湯運転指示がある場合、制御部２０は、メイン温度Ｔａが第１閾値Ｔ１未満であるか否かを判定する（ステップＳＴ１０２）。第１閾値Ｔ１はＴ１＝Ｔｓ＋ｋ１の式で算出され、この算出式はメモリ２６に格納されている。ｋ１は補正値であり、例えば、２［℃］である。なお、第１閾値Ｔ１は決められた値であってもよい。
【００２９】
ステップＳＴ１０２の判定の結果、メイン温度Ｔａが第１閾値Ｔ１未満である場合、制御部２０は、給湯装置１の初期立ち上げ時など、放熱モードではないと判断し、通常モードの給湯運転を行う（ステップＳＴ１０３）。この場合、制御部２０は、目標給湯温度を設定給湯温度Ｔｓに設定する。
【００３０】
一方、ステップＳＴ１０２の判定の結果、メイン温度Ｔａが第１閾値Ｔ１以上である場合、制御部２０は、メイン温度Ｔａとサブ温度Ｔｂとのタンク内温度差が第２閾値Ｔ２以上であるか否かを判定する（ステップＳＴ１０４）。第２閾値Ｔ２はメモリ２６に格納されている。
【００３１】
ステップＳＴ１０４の判定の結果、｜Ｔａ−Ｔｂ｜≧Ｔ２である場合、制御部２０は、タンク１０内の残湯量が少ないと判断し、湯切れ防止を優先させる通常モードの給湯運転を行う（ステップＳＴ１０３）。制御部２０は、目標給湯温度を設定給湯温度Ｔｓに設定し、設定給湯温度Ｔｓ≦メイン温度Ｔａになるように給湯運転を制御する。放熱モードによってタンク１０からの放熱が進むと、タンク内温度差が大きくなる。また、放熱モードによる残湯量の低下がタンク内温度差に反映されると考えられる。そのため、タンク内温度差が第２閾値Ｔ２以上である場合、タンク１０に貯留する湯量が少なくなっていると推定される。
【００３２】
一方、ステップＳＴ１０４の判定の結果、｜Ｔａ−Ｔｂ｜＜Ｔ２である場合、制御部２０は、目標給湯運転を放熱モード用目標給湯温度Ｔ３に設定して給湯運転を行う（ステップＳＴ１０５）。放熱モード用目標給湯温度Ｔ３は、放熱モード用目標給湯温度Ｔ３≦メイン温度Ｔａの関係がある。メイン温度Ｔａとサブ温度Ｔｂとの差であるタンク内温度差が小さい場合、放熱モードによる残湯量の低下は少なく、残湯量が多いと推定される。そのため、制御部２０は、湯切れ防止よりも省エネルギー性を優先させ、設定給湯温度Ｔｓより低い温度の放熱モード用目標給湯温度Ｔ３に目標給湯温度を設定して給湯運転を行う。
【００３３】
なお、ユーザがタンク温度検知手段１８および１９のうち、いずれの温度検知手段を選択しても、図３に示すステップＳＴ１０４において、タンク内温度差の絶対値と第２閾値Ｔ２との大小比較を行っているため、推定される残湯量の結果は同じになる。また、第２閾値Ｔ２は、決められた値に限らず、給湯装置１の運転履歴に応じて制御部２０によって更新されてよい。例えば、湯切れの発生が多い場合、制御部２０は、第２閾値Ｔ２を小さい値に設定すればよい。
【００３４】
本実施の形態１の給湯装置１は、高さの位置が異なる２つのタンク温度検知手段１８および１９のうち、いずれか一方の温度検知手段が検知した値が示す貯湯温度と、タンク内温度差とに基づいて、タンク１０内の水の目標給湯温度を設定するものである。
【００３５】
本実施の形態１によれば、制御部２０は、２つのタンク温度検知手段１８および１９の値を用いて残湯量を推定し、推定した残湯量と貯湯温度とに応じて、通常モードおよび放熱モードのうち、いずれかの運転モードを選択する。通常モードの場合、制御部２０は、目標給湯温度を設定給湯温度Ｔｓに設定し、湯切れ防止を優先する給湯運転を行う。放熱モードの場合、制御部２０は、目標給湯温度を貯湯温度よりも低い温度に設定し、省エネルギー性を優先する給湯運転を行う。そのため、湯切れ防止を確保しながら、省エネルギー性を図ることができる。その結果、ユーザの快適性を維持しながら給湯装置１の運転コストを抑えることができる。また、２つのタンク温度検知手段１８および１９が検知した値を用いてタンク１０の残湯量が推定されるので、特許文献１の装置に比べて検知手段の数が少なくてすみ、給湯装置１の製造コストを抑えることができる。
【００３６】
実施の形態２．
実施の形態１では、タンク内温度差に基づいて目標給湯温度を変更するものであるが、本実施の形態２は、タンク内温度差に基づいて圧縮機２の回転数を制御するものである。本実施の形態２では、実施の形態１で説明した構成と同一の構成に同一の符号を付し、その詳細な説明を省略する。
【００３７】
本実施の形態２の給湯装置１は、図１に示したように、ヒートポンプ装置１００と、給湯ユニット２００と、暖房ユニット３００とを有する構成である。本実施の形態２では、給湯装置１の詳細な説明を省略する。
【００３８】
本実施の形態２の給湯装置１が実行する給湯制御を、図３に示したフローチャートを参照して説明する。ここでは、実施の形態１において、図３を参照して説明した処理と同様な処理についての詳細な説明を省略する。
【００３９】
制御部２０は、ステップＳＴ１０１において、給湯運転指示がある場合、メイン温度Ｔａが第１閾値Ｔ１未満であるか否かを判定する（ステップＳＴ１０２）。ステップＳＴ１０２の判定の結果、メイン温度Ｔａが第１閾値Ｔ１未満である場合、制御部２０は、給湯装置１の初期立ち上げ時など、放熱モードでないと判断し、通常モードの給湯運転を行う（ステップＳＴ１０３）。ステップＳＴ１０３において、制御部２０は、圧縮機２の回転数を最大回転数にする制御を行う。
【００４０】
一方、ステップＳＴ１０２の判定の結果、メイン温度Ｔａが第１閾値Ｔ１以上である場合、制御部２０は、メイン温度Ｔａとサブ温度Ｔｂとのタンク内温度差が第２閾値Ｔ２以上であるか否かを判定する（ステップＳＴ１０４）。ステップＳＴ１０４の判定の結果、｜Ｔａ−Ｔｂ｜≧Ｔ２である場合、制御部２０は、タンク１０内の残湯量が少ないと判断し、湯切れ防止を優先させるため、圧縮機２の回転数を最大回転数にする通常モードの給湯運転を行う（ステップＳＴ１０３）。
【００４１】
ステップＳＴ１０４の判定の結果、｜Ｔａ−Ｔｂ｜＜Ｔ２である場合、制御部２０は、圧縮機２の回転数を運転効率が最大になる高効率回転数に制御する給湯運転を行う（ステップＳＴ１０５）。メイン温度Ｔａとサブ温度Ｔｂとの差であるタンク内温度差が小さい場合、放熱モードによる残湯量の低下は少なく、残湯量が多いと推定される。そのため、制御部２０は、湯切れ防止よりも省エネルギー性を優先させ、消費電力の少ない高効率回転数で圧縮機２を運転させる。
【００４２】
本実施の形態２の給湯装置１は、貯湯温度が第１閾値Ｔ１以上であり、タンク内温度差が第２閾値Ｔ２未満である場合、圧縮機２の回転数を高効率回転数に設定する。本実施の形態２では、実施の形態１と同様な効果が得られるだけでなく、圧縮機２の消費電力を抑制することで省エネルギー性を図ることができる。その結果、給湯装置１の運転コストを抑えることができる。
【００４３】
実施の形態３．
実施の形態１はタンク内温度差に基づいて目標給湯温度を変更し、実施の形態２はタンク内温度差に基づいて圧縮機２の回転数を変更するものである。本実施の形態３は、タンク内温度差に基づいて、目標給湯温度と圧縮機２の回転数との両方を変更するものである。本実施の形態３では、実施の形態１および２で説明した構成と同一の構成に同一の符号を付し、その詳細な説明を省略する。
【００４４】
本実施の形態３では、給湯装置１の構成の説明を省略し、図３を参照して給湯制御を説明する。ここでは、実施の形態１および２において、図３を参照して説明した処理と同様な処理についての詳細な説明を省略する。
【００４５】
ステップＳＴ１０２の判定の結果、メイン温度Ｔａが第１閾値Ｔ１未満である場合、制御部２０は、給湯装置１の初期立ち上げ時など、放熱モードでないと判断し、通常モードの給湯運転を行う（ステップＳＴ１０３）。ステップＳＴ１０３において、制御部２０は、目標給湯温度を設定給湯温度Ｔｓに設定する。また、制御部２０は、設定給湯温度Ｔｓ≦メイン温度Ｔａを維持し、かつ、圧縮機２の回転数を最大回転数にする制御を行う。
【００４６】
ステップＳＴ１０４の判定の結果、｜Ｔａ−Ｔｂ｜≧Ｔ２である場合、制御部２０は、タンク１０内の残湯量が少ないと判断し、湯切れ防止を優先させるため、通常モードの給湯運転を行う（ステップＳＴ１０３）。ステップＳＴ１０３における制御は、上述した内容と同じであるため、その詳細な説明を省略する。
【００４７】
ステップＳＴ１０４の判定の結果、｜Ｔａ−Ｔｂ｜＜Ｔ２である場合、制御部２０は、ステップＳＴ１０５において、目標給湯温度を放熱モード用目標給湯温度Ｔ３に設定する。また、制御部２０は、放熱モード用目標給湯温度Ｔ３≦メイン温度Ｔａを維持し、かつ、圧縮機２の回転数を高効率回転数に制御する給湯運転を行う。メイン温度Ｔａとサブ温度Ｔｂとの差であるタンク内温度差が小さい場合、放熱モードによる残湯量の低下は少なく、残湯量が多いと推定される。そのため、制御部２０は、湯切れ防止よりも省エネルギー性を優先させ、目標給湯温度を放熱モード用目標給湯温度Ｔ３に設定し、消費電力の少ない高効率回転数で圧縮機２を運転させる。
【００４８】
本実施の形態３の給湯装置１は、貯湯温度が第１閾値Ｔ１以上であり、タンク内温度差が第２閾値Ｔ２未満である場合、目標給湯温度を貯湯温度よりも低い温度に設定し、圧縮機２の回転数を高効率回転数に設定する。そのため、本実施の形態３では、実施の形態１よりも省エネルギー性が向上し、給湯装置１の運転コストの抑制効果が向上する。
【００４９】
実施の形態４．
実施の形態１〜３では、タンク１０の外にタンク側熱交換器１１が設けられた構成である。本実施の形態４は、タンク１０の内部にタンク側熱交換器が設けられたものである。本実施の形態４では、実施の形態１で説明した構成と同一の構成に同一の符号を付し、その詳細な説明を省略する。
【００５０】
本実施の形態４の給湯装置の構成を説明する。図４は、本発明の実施の形態４に係る給湯装置の一構成例を示す図である。給湯装置１ａは、ヒートポンプ装置１００と、給湯ユニット２０１と、暖房ユニット３００とを有する。
【００５１】
給湯ユニット２０１は、図１に示した給湯ユニット２００と同様に、ポンプ８と、三方弁９と、タンク１０と、タンク温度検知手段１８および１９とを有する。給湯ユニット２０１は、図１に示したタンク側熱交換器１１の代わりに、タンク側熱交換器２２を有する。タンク側熱交換器２２はタンク１０の内部に設けられている。タンク側熱交換器２２は、例えば、コイル式交換器で構成される。
【００５２】
次に、給湯装置１ａの動作を説明する。給湯装置１ａに給湯運転および暖房運転のうち、一方または両方の運転の指示が入力されると、指示された運転にしたがって三方弁９の流路が切り替わる。圧縮機２の回転により高温高圧となった冷媒が、熱交換器３において、一次側熱媒体回路１２を循環する熱媒体と熱交換を行う。熱交換器３で加熱された熱媒体がポンプ８によって一次側熱媒体回路１２に搬送され、三方弁９を通ってタンク側熱交換器２２に搬送されることで、給湯運転が行われる。タンク側熱交換器２２で熱交換された水は、ポンプ１６により搬送されることでタンク１０内に蓄えられる。一方、熱交換器３で加熱された熱媒体が、三方弁９から暖房回路２１を流通して暖房ユニット３００に搬送され、室内に放熱することで、暖房運転が行われる。
【００５３】
このようにして、本実施の形態４の給湯ユニット２０１は、三方弁９の流路の切り替えに応じて、給湯運転および暖房運転のうち、いずれか一方の運転、または両方同時に運転する給湯暖房同時運転を行う。
【００５４】
本実施の形態４では、一次側熱媒体回路１２を循環する熱媒体がタンク１０内の水とタンク側熱交換器２２を介して熱交換を行う。そのため、図１に示した二次側水回路１７を流通する水から空気中への放熱によって、熱が損失してしまうことを抑制できる。また、ポンプ１６が設けられていないので、ポンプ１６の消費電力を抑制できる。
【００５５】
本実施の形態４における給湯制御は、実施の形態１において、図３を参照して説明した手順と同様になるため、その詳細な説明を省略する。
【００５６】
本実施の形態４の給湯装置１ａは、一次側熱媒体回路１２におけるタンク側熱交換器２２がタンク１０の内部に設けられたものである。本実施の形態４においても、実施の形態１と同様な効果が得られるだけでなく、熱効率の向上を図ることができ、運転コストを抑制できる。
【００５７】
なお、実施の形態４では、実施の形態１の場合をベースに説明したが、実施の形態２および３のそれぞれを実施の形態４に適用してもよい。これらの実施の形態の組み合わせのいずれにおいても、ユーザの快適性を損なわず、省エネルギー性が向上し、給湯装置の製造コストおよび運転コストを抑える効果が得られる。さらに、実施の形態２〜４のそれぞれの追加の効果が得られる。
【符号の説明】
【００５８】
１、１ａ  給湯装置、２  圧縮機、３  熱交換器、４  膨張弁、５  蒸発器、６  冷媒回路、８  ポンプ、９  三方弁、１０  タンク、１１  タンク側熱交換器、１２  一次側熱媒体回路、１３  給水配管、１４  出湯配管、１６  ポンプ、１７  二次側水回路、１８、１９  タンク温度検知手段、２０  制御部、２１  暖房回路、２２  タンク側熱交換器、２５  ＣＰＵ、２６  メモリ、１００  ヒートポンプ装置、２００、２０１  給湯ユニット、３００  暖房ユニット。
【図１】
2019163099.tif 000003
【図２】
2019163099.tif 000004
【図３】
2019163099.tif 000005
【図４】
2019163099.tif 000006
【手続補正書】
【提出日】令和2年6月10日(2020.6.10)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００７】
本発明に係る給湯装置は、圧縮機および熱交換器が接続されたヒートポンプ装置と、前記熱交換器を介して前記ヒートポンプ装置と接続される熱媒体回路と、前記熱媒体回路の熱媒体と熱交換された水を貯えるタンクと、前記タンクの異なる高さの位置にそれぞれ取り付けられ、前記タンク内の水の温度を検知する２つのタンク温度検知手段と、前記２つのタンク温度検知手段が検知する値を用いて前記タンクの水の温度を制御する制御部と、を有し、前記制御部は、前記２つのタンク温度検知手段のうち、ユーザによって選択されたいずれか一方の温度検知手段が検知した値が示す貯湯温度と、前記２つのタンク温度検知手段が検知したタンク内温度の差であるタンク内温度差とに基づいて、前記タンク内の水の目標給湯温度を設定するものである。
【手続補正２】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧縮機および熱交換器が接続されたヒートポンプ装置と、
前記熱交換器を介して前記ヒートポンプ装置と接続される熱媒体回路と、
前記熱媒体回路の熱媒体と熱交換された水を貯えるタンクと、
前記タンクの異なる高さの位置にそれぞれ取り付けられ、前記タンク内の水の温度を検知する２つのタンク温度検知手段と、
前記２つのタンク温度検知手段が検知する値を用いて前記タンクの水の温度を制御する制御部と、
を有し、
前記制御部は、
前記２つのタンク温度検知手段のうち、ユーザによって選択されたいずれか一方の温度検知手段が検知した値が示す貯湯温度と、前記２つのタンク温度検知手段が検知したタンク内温度の差であるタンク内温度差とに基づいて、前記タンク内の水の目標給湯温度を設定する、
給湯装置。
【請求項２】
前記制御部は、
前記貯湯温度が第１閾値以上であり、かつ前記タンク内温度差が第２閾値未満である場合、前記目標給湯温度を前記貯湯温度よりも低い温度に設定する、請求項１に記載の給湯装置。
【請求項３】
前記制御部は、
前記貯湯温度が第１閾値以上であり、かつ前記タンク内温度差が第２閾値未満である場合、前記圧縮機の回転数を運転効率が最大になる回転数に設定する、請求項１または２に記載の給湯装置。
【請求項４】
前記制御部は、
前記貯湯温度が第１閾値未満、または前記タンク内温度差が第２閾値以上である場合、前記目標給湯温度を設定給湯温度に設定する、請求項１〜３のいずれか１項に記載の給湯装置。
【請求項５】
前記熱媒体回路は、熱媒体と前記タンク内の水とが熱交換するタンク側熱交換器を有し、
前記タンク側熱交換器が前記タンク内に設けられている、請求項１〜４のいずれか１項に記載の給湯装置。
【請求項６】
前記熱媒体回路と接続され、空調対象空間に放熱する暖房ユニットをさらに有する、請求項１〜５のいずれか１項に記載の給湯装置。
【国際調査報告】
2019163099.tif 000007
2019163099.tif 000008
2019163099.tif 000009
2019163099.tif 000010