(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
貯湯タンク(３)の下部から沸き上げ熱交換器(１０)を介して上記貯湯タンク(３)の上部に接続された沸き上げ回路(Ｌ１,Ｌ２,１０,Ｌ３)と、
上記沸き上げ回路(Ｌ１,Ｌ２,１０,Ｌ３)に配設された循環ポンプ(Ｐ１)と、
上記沸き上げ熱交換器(１０)の入水温度を検出する入水温度センサ(Ｔ１１)と、
上記貯湯タンク(３)と、上記沸き上げ熱交換器(１０)を含む上記沸き上げ回路(Ｌ１,Ｌ２,１０,Ｌ３)と、上記循環ポンプ(Ｐ１)と、上記入水温度センサ(Ｔ１１)を収容する貯湯ユニット(１)と、
上記貯湯タンク(３)内の湯水を上記循環ポンプ(Ｐ１)により上記沸き上げ回路(Ｌ１,Ｌ２,１０,Ｌ３)を介して循環させる際に、上記入水温度センサ(Ｔ１１)により検出された入水温度に基づいて、外部から上記貯湯タンク(３)内に供給される水の給水温度を推定する給水温度推定部(１００e)と、
上記貯湯タンク(３)内の湯水を上記循環ポンプ(Ｐ１)により上記沸き上げ回路(Ｌ１,Ｌ２,１０,Ｌ３)を介して循環させる際に、間隔をあけて上記入水温度センサ(Ｔ１１)により検出された入水温度を表す複数の入水温度データを記憶する入水温度記憶部(１００f)と
を備え、
上記給水温度推定部(１００e)は、予め設定された推定期間において上記入水温度記憶部(１００f)に記憶された複数の入水温度データのうちの最低温度を上記給水温度とすることを特徴とする給湯装置。
【請求項２】
貯湯タンク(３)の下部から沸き上げ熱交換器(１０)を介して上記貯湯タンク(３)の上部に接続された沸き上げ回路(Ｌ１,Ｌ２,１０,Ｌ３)と、
上記沸き上げ回路(Ｌ１,Ｌ２,１０,Ｌ３)に配設された循環ポンプ(Ｐ１)と、
上記沸き上げ熱交換器(１０)の入水温度を検出する入水温度センサ(Ｔ１１)と、
上記貯湯タンク(３)と、上記沸き上げ熱交換器(１０)を含む上記沸き上げ回路(Ｌ１,Ｌ２,１０,Ｌ３)と、上記循環ポンプ(Ｐ１)と、上記入水温度センサ(Ｔ１１)を収容する貯湯ユニット(１)と、
上記貯湯タンク(３)内の湯水を上記循環ポンプ(Ｐ１)により上記沸き上げ回路(Ｌ１,Ｌ２,１０,Ｌ３)を介して循環させる際に、上記入水温度センサ(Ｔ１１)により検出された入水温度に基づいて、外部から上記貯湯タンク(３)内に供給される水の給水温度を推定する給水温度推定部(１００e)と、
上記貯湯タンク(３)の上部からの湯水と上記貯湯タンク(３)の下部からの湯水とを混合する混合弁(５０)と
を備え、
上記沸き上げ回路(Ｌ１,Ｌ２,１０,Ｌ３)は、上記貯湯タンク(３)の下部から上記混合弁(５０)と上記沸き上げ熱交換器(１０)を介して上記貯湯タンク(３)の上部に接続され、
上記給水温度推定部(１００e)は、上記貯湯タンク(３)内の湯水を上記循環ポンプ(Ｐ１)により上記沸き上げ回路(Ｌ１,Ｌ２,１０,Ｌ３)を介して循環させる際に上記混合弁(５０)の上記貯湯タンク(３)の下部側の開度が全開のとき、上記入水温度センサ(Ｔ１１)により検出された入水温度に基づいて、外部から上記貯湯タンク(３)内に供給される水の給水温度を推定することを特徴とする給湯装置。
【請求項３】
請求項２に記載の給湯装置において、
上記給水温度推定部(１００e)により推定された上記給水温度に対して、上記貯湯タンク(３)の下部側の開度が全開のときに上記混合弁(５０)の上記貯湯タンク(３)の上部側から混入する湯による温度上昇分を除くように補正する給水温度補正部(１００g)を備えたことを特徴とする給湯装置。
【請求項４】
請求項３に記載の給湯装置において、
上記給水温度補正部(１００g)は、上記貯湯タンク(３)内の上部の水温に基づいて、上記給水温度推定部(１００e)により推定された上記給水温度を補正することを特徴とする給湯装置。
【請求項５】
請求項１から４までのいずれか１つに記載の給湯装置において、
上記給水温度推定部(１００e)は、上記貯湯タンク(３)内の湯水を上記循環ポンプ(Ｐ１)により上記沸き上げ回路(Ｌ１,Ｌ２,１０,Ｌ３)を介して循環させる際に、上記循環ポンプ(Ｐ１)の作動開始から予め設定された非検出時間を経過した後に上記入水温度センサ(Ｔ１１)により検出された入水温度に基づいて、外部から上記貯湯タンク(３)内に供給される水の給水温度を推定することを特徴とする給湯装置。
【請求項６】
請求項５に記載の給湯装置において、
上記予め設定された非検出時間は、上記貯湯タンク(３)の下部から上記入水温度センサ(Ｔ１１)までの配管長に基づいて決定することを特徴とする給湯装置。
【請求項７】
請求項１に記載の給湯装置において、
上記給水温度推定部(１００e)は、前回の上記推定期間において得た給水温度に対して、今回の上記推定期間において得た給水温度の温度上昇が予め設定された温度以上のとき、前回の上記推定期間において得た給水温度と上記予め設定された温度の和を今回の上記推定期間における給水温度とすることを特徴とする給湯装置。
【請求項８】
請求項１に記載の給湯装置において、
上記給水温度推定部(１００e)は、前回の上記推定期間において得た給水温度に対して、今回の上記推定期間において得た給水温度の温度上昇が予め設定された温度以上のとき、前回の上記推定期間において得た給水温度を今回の上記推定期間における給水温度とすることを特徴とする給湯装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、給湯装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の給湯装置では、貯湯タンク内の下部の湯水が、貯湯タンク内の上部の高温水の影響によって昇温してしまうため、貯湯タンク内の下部の温度センサが実際の給水温度よりも高い温度を検出し、貯湯タンク内の下部では正確な給水温度を検出できないという課題があった。
【０００３】
そこで、このような課題を解決するため、貯湯タンクと、貯湯タンク内の湯水を沸き上げ熱交換器を介して循環させて沸き上げるヒートポンプユニットを備えた給湯装置において、沸き上げ運転時にヒートポンプユニットの沸き上げ熱交換器の入水温度を入水温度センサにより検出して、その入水温度に基づいて、外部から貯湯タンク内に供給される水の給水温度を推定することが提案されている(例えば、特開２００７−２６３３９６号公報(特許文献１)参照)。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００７−２６３３９６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、このような入水温度に基づいて給水温度を推定する給湯装置では、入水温度センサがヒートポンプユニットに備えられているため、ヒートポンプユニットと貯湯タンクを収容する貯湯ユニットとの間の配管長が長くなると、入水温度センサにより給水温度を正確に推定できないという問題がある。特に、上記従来の給湯装置が寒冷地に設置される場合、ヒートポンプユニットと貯湯ユニットとの間の配管における放熱が多くなったり、凍結防止用の保温ヒータを取り付けたりするために、ヒートポンプユニットの沸き上げ熱交換器に入水される水の温度が給水温度と大きく異なってしまう。
【０００６】
そこで、この発明の課題は、沸き上げ熱交換器の入水温度に基づいて給水温度を正確に推定できる給湯装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するため、この発明の給湯装置は、
貯湯タンクの下部から沸き上げ熱交換器を介して上記貯湯タンクの上部に接続された沸き上げ回路と、
上記沸き上げ回路に配設された循環ポンプと、
上記沸き上げ熱交換器の入水温度を検出する入水温度センサと、
上記貯湯タンクと、上記沸き上げ熱交換器を含む上記沸き上げ回路と、上記循環ポンプと、上記入水温度センサを収容する貯湯ユニットと、
上記貯湯タンク内の湯水を上記循環ポンプにより上記沸き上げ回路を介して循環させる際に、上記入水温度センサにより検出された入水温度に基づいて、外部から上記貯湯タンク内に供給される水の給水温度を推定する給水温度推定部と、
上記貯湯タンク内の湯水を上記循環ポンプにより上記沸き上げ回路を介して循環させる際に、間隔をあけて上記入水温度センサにより検出された入水温度を表す複数の入水温度データを記憶する入水温度記憶部と
を備え、
上記給水温度推定部は、予め設定された推定期間において上記入水温度記憶部に記憶された複数の入水温度データのうちの最低温度を上記給水温度とすることを特徴とする。
【０００８】
上記構成によれば、貯湯タンクが収容された貯湯ユニット内に沸き上げ熱交換器と入水温度センサを配置したことで、例えば沸き上げ運転や凍結防止運転などにおいて貯湯タンク内の湯水を循環ポンプにより沸き上げ回路を介して循環させる際に、入水温度センサにより検出された入水温度に基づいて、給水温度推定部によって、外部から貯湯タンク内に供給される水の給水温度を正確に推定することが可能になる。したがって、上記沸き上げ熱交換器から熱源(例えばヒートポンプユニット)までの配管長に関わらず、沸き上げ熱交換器の入水温度に基づいて給水温度を正確に推定できる。特に、上記貯湯タンクの直下に沸き上げ熱交換器と入水温度センサを配置することで、貯湯タンクの下部と沸き上げ熱交換器とを接続する配管を引き回しすることなく最も短くでき、給水温度をより正確に推定できる。
また、貯湯タンク内の湯水を循環ポンプにより沸き上げ回路を介して循環させる際に、間隔をあけて入水温度センサにより検出された入水温度を表す複数の入水温度データを入水温度記憶部に記憶し、給水温度推定部により、推定期間において入水温度記憶部に記憶された複数の入水温度データのうちの最低温度を給水温度とすることによって、例えば推定期間を１日として、１日間で貯湯タンク内の湯水を循環ポンプにより沸き上げ回路を介して循環させる際の入水温度が最も低い温度を給水温度とするので、正確な給水温度が１日毎に得られる。
また、この発明の給湯装置は、
貯湯タンクの下部から沸き上げ熱交換器を介して上記貯湯タンクの上部に接続された沸き上げ回路と、
上記沸き上げ回路に配設された循環ポンプと、
上記沸き上げ熱交換器の入水温度を検出する入水温度センサと、
上記貯湯タンクと、上記沸き上げ熱交換器を含む上記沸き上げ回路と、上記循環ポンプと、上記入水温度センサを収容する貯湯ユニットと、
上記貯湯タンク内の湯水を上記循環ポンプにより上記沸き上げ回路を介して循環させる際に、上記入水温度センサにより検出された入水温度に基づいて、外部から上記貯湯タンク内に供給される水の給水温度を推定する給水温度推定部と、
上記貯湯タンクの上部からの湯水と上記貯湯タンクの下部からの湯水とを混合する混合弁と
を備え、
上記沸き上げ回路は、上記貯湯タンクの下部から上記混合弁と上記沸き上げ熱交換器を介して上記貯湯タンクの上部に接続され、
上記給水温度推定部は、上記貯湯タンク内の湯水を上記循環ポンプにより上記沸き上げ回路を介して循環させる際に上記混合弁の上記貯湯タンクの下部側の開度が全開のとき、上記入水温度センサにより検出された入水温度に基づいて、外部から上記貯湯タンク内に供給される水の給水温度を推定することを特徴とする。
上記構成によれば、貯湯タンクが収容された貯湯ユニット内に沸き上げ熱交換器と入水温度センサを配置したことで、例えば沸き上げ運転や凍結防止運転などにおいて貯湯タンク内の湯水を循環ポンプにより沸き上げ回路を介して循環させる際に、入水温度センサにより検出された入水温度に基づいて、給水温度推定部によって、外部から貯湯タンク内に供給される水の給水温度を正確に推定することが可能になる。したがって、上記沸き上げ熱交換器から熱源(例えばヒートポンプユニット)までの配管長に関わらず、沸き上げ熱交換器の入水温度に基づいて給水温度を正確に推定できる。特に、上記貯湯タンクの直下に沸き上げ熱交換器と入水温度センサを配置することで、貯湯タンクの下部と沸き上げ熱交換器とを接続する配管を引き回しすることなく最も短くでき、給水温度をより正確に推定できる。
また、貯湯タンク内の湯水を循環ポンプにより沸き上げ回路を介して循環させる際に、貯湯タンクの下部からの湯水と貯湯タンクの上部からの湯水とを混合弁により混合することにより、貯湯タンク内の中温水を沸かすことが可能になる。しかしながら、混合弁による混合水は、貯湯タンクの下部の水よりも水温が高くなるので、給水温度の推定はできない。したがって、上記貯湯タンク内の湯水を循環ポンプにより沸き上げ回路を介して循環させる際に混合弁の貯湯タンクの下部側の開度が全開のとき、すなわち、貯湯タンクの下部と上部の湯水を混合弁により混合しないとき、入水温度センサにより検出された入水温度に基づいて、給水温度推定部によって、外部から貯湯タンク内に供給される水の給水温度を推定することにより、正確な給湯温度を推定できる。
【０００９】
また、一実施形態の給湯装置では、
上記給水温度推定部は、上記貯湯タンク内の湯水を上記循環ポンプにより上記沸き上げ回路を介して循環させる際に、上記循環ポンプの作動開始から予め設定された非検出時間を経過した後に上記入水温度センサにより検出された入水温度に基づいて、外部から上記貯湯タンク内に供給される水の給水温度を推定する。
【００１０】
上記実施形態によれば、貯湯タンク内の湯水を循環ポンプにより沸き上げ回路を介して循環させる際に、給水温度推定部は、循環ポンプの作動開始から予め設定された非検出時間を経過した後に入水温度センサにより検出された入水温度に基づいて、外部から貯湯タンク内に供給される水の給水温度を推定する。この予め設定された時間を、循環ポンプの作動開始から貯湯タンク内の下部の水が入水温度センサの検出位置に達するまでの時間よりも長く設定することで、循環ポンプの作動開始直前の貯湯タンクの下部から入水温度センサまでの配管内にある水の温度を検出しないで、貯湯タンク内の下部の水が入水温度センサの検出位置に達してから水の温度を検出でき、より正確に入水温度を検出できる。
【００１１】
また、一実施形態の給湯装置では、
上記予め設定された非検出時間は、上記貯湯タンクの下部から上記入水温度センサまでの配管長に基づいて決定する。
【００１２】
上記実施形態によれば、上記予め設定された非検出時間を、貯湯タンクの下部から入水温度センサまでの配管長に基づいて決定する。すなわち、上記配管長の長短に応じて上記非検出時間を長短に設定することによって、循環ポンプの作動開始直前の貯湯タンクの下部から入水温度センサの検出位置までの配管内にある水の温度を検出しないようにすることが可能になる。
【００１３】
【００１４】
【００１５】
また、一実施形態の給湯装置では、
上記給水温度推定部は、前回の上記推定期間において得た給水温度に対して、今回の上記推定期間において得た給水温度の温度上昇が予め設定された温度以上のとき、前回の上記推定期間において得た給水温度と上記予め設定された温度の和を今回の上記推定期間における給水温度とする。
【００１６】
上記実施形態によれば、前回の推定期間において得た給水温度に対して、今回の推定期間において得た給水温度の温度上昇が予め設定された温度以上のとき、給水温度推定部によって、前回の給水温度と上記予め設定された温度の和を今回の推定期間における給水温度とする。これにより、貯湯タンク内の湯が使用されないために、貯湯タンク内の下部の湯温が高くなって外部から供給される水の給水温度と大きく異なるときは、前回の給水温度と予め設定された温度の和を今回の推定期間における給水温度として用いて、誤った給水温度を用いないようにできる。
【００１７】
また、一実施形態の給湯装置では、
上記給水温度推定部は、前回の上記推定期間において得た給水温度に対して、今回の上記推定期間において得た給水温度の温度上昇が予め設定された温度以上のとき、前回の上記推定期間において得た給水温度を今回の上記推定期間における給水温度とする。
【００１８】
上記実施形態によれば、前回の上記推定期間において得た給水温度に対して、今回の推定期間において得た給水温度の温度上昇が予め設定された温度以上のとき、給水温度推定部によって、前回の給水温度を今回の推定期間における給水温度とする。これにより、貯湯タンク内の湯が使用されないために、貯湯タンク内の下部の湯温が高くなって外部から供給される水の給水温度と大きく異なるときは、前回の給水温度をそのまま今回の推定期間における給水温度として用いて、誤った給水温度を用いないようにできる。
【００１９】
【００２０】
【００２１】
また、一実施形態の給湯装置では、
上記給水温度推定部により推定された上記給水温度に対して、上記貯湯タンクの下部側の開度が全開の上記混合弁のときに上記貯湯タンクの上部側から混入する湯による温度上昇分を除くように補正する給水温度補正部を備えた。
【００２２】
上記実施形態によれば、混合弁の貯湯タンクの下部側の開度が全開であっても混合弁に貯湯タンクの上部から１％程度の湯が混入するので、給水温度推定部により推定される給水温度は高くなる。そこで、上記給水温度補正部は、入水温度センサにより検出された入水温度に基づいて給水温度推定部により推定された給水温度に対して、貯湯タンクの下部側の開度が全開のときに混合弁の貯湯タンクの上部側から混入する湯による温度上昇分を除くように補正することによって、より正確な給水温度を推定できる。
【００２３】
また、一実施形態の給湯装置では、
上記給水温度補正部は、上記貯湯タンク内の上部の水温に基づいて、上記給水温度推定部により推定された上記給水温度を補正する。
【００２４】
上記実施形態によれば、貯湯タンク内の上部の水温に基づいて、給水温度推定部により推定された給水温度を給水温度補正部により補正することによって、さらに正確な給水温度を推定できる。
【発明の効果】
【００２５】
以上より明らかなように、この発明によれば、貯湯タンクが収容された貯湯ユニット内に沸き上げ熱交換器と入水温度センサを配置して、貯湯タンク内の湯水を循環ポンプにより沸き上げ回路を介して循環させる際に入水温度センサにより検出された入水温度に基づいて、外部から貯湯タンク内に供給される水の給水温度を推定することによって、沸き上げ熱交換器の入水温度に基づいて給水温度を正確に推定できる給湯装置を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】図１はこの発明の実施の一形態のヒートポンプ式の給湯装置の構成を示す模式図である。
【図２】図２は上記給湯装置の配管系統図である。
【図３】図３は上記給湯装置の制御ブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
以下、この発明の給湯装置を図示の実施の形態により詳細に説明する。
【００２８】
図１はこの発明の実施の一形態のヒートポンプ式の給湯装置の構成を示している。
【００２９】
この実施の形態の給湯装置は、図１に示すように、貯湯ユニット１と、上記貯湯ユニット１に接続されたヒートポンプユニット２を備えている。上記貯湯ユニット１は、貯湯タンク３と、その貯湯タンク３の直下に配置された沸き上げ熱交換器１０と、追い焚き熱交換器２０(図２に示す)と、制御装置１００(図３に示す)等を有する。上記沸き上げ熱交換器１０の上流側に入水温度を検出する温度センサＴ１１を設けると共に、沸き上げ熱交換器１０の下流側に出湯温度を検出する温度センサＴ１２を設けている。
【００３０】
また、図２は上記給湯装置の配管系統図を示している。
【００３１】
図２に示すように、貯湯タンク３の下部に配管Ｌ１の一端を接続し、配管Ｌ１の他端を混合弁の一例としての沸き上げ用混合弁５０の第１入水ポートに接続している。上記沸き上げ用混合弁５０の出水ポートに配管Ｌ２の一端を接続し、配管Ｌ２の他端を沸き上げ熱交換器１０の一端に接続している。また、上記沸き上げ熱交換器１０の他端を配管Ｌ３の一端に接続し、配管Ｌ３の他端を貯湯タンク３の上部に設けられた戻り口３aに接続している。上記配管Ｌ２に循環ポンプの一例としての沸き上げ用循環ポンプＰ１を配設している。また、貯湯タンク３内かつ戻り口３a近傍には、貯湯タンク３の上部に設けられた出湯口３b側への流れを抑制する整流板７０を設けている。
【００３２】
上記配管Ｌ１,配管Ｌ２,沸き上げ熱交換器１０,配管Ｌ３で沸き上げ回路を構成している。
【００３３】
上記沸き上げ用混合弁５０の第１入水ポート側(貯湯タンク３側)の開度を全開にした状態で沸き上げ用循環ポンプＰ１を駆動することにより、貯湯タンク３内の湯水を、配管Ｌ１,沸き上げ用混合弁５０,配管Ｌ２,沸き上げ熱交換器１０,配管Ｌ３を介して循環させる。
【００３４】
また、上記沸き上げ熱交換器１０を冷媒配管Ｌ４,Ｌ５を介してヒートポンプユニット２に接続している。上記ヒートポンプユニット２は、ＨＦＣ冷媒を用いており、沸き上げ熱交換器１０からの出湯温度を例えば５０℃〜７０℃の範囲で制御することが可能である。このヒートポンプユニット２に用いられるＨＦＣ冷媒としては、Ｒ３２、Ｒ１２５、Ｒ１３４ａ、Ｒ４０４Ａ、Ｒ４１０Ａ、Ｒ４０７Ｃなどがある。
【００３５】
次に、上記貯湯タンク３の下部に配管Ｌ１１を介して外部の給水管を接続している。この配管Ｌ１１に、減圧弁１１と逆止弁１２を上流側から順に配設している。この逆止弁１２は、給水管側から貯湯タンク３側への流れのみを許容する。
【００３６】
また、上記貯湯タンク３の上部に設けられた出湯口３bに配管Ｌ２１の一端を接続し、配管Ｌ２１の他端を追い焚き熱交換器２０の１次側の入水ポートに接続している。上記追い焚き熱交換器２０の１次側の出水ポートに配管Ｌ２２の一端を接続し、配管Ｌ２２の他端を沸き上げ用混合弁５０の第２入水ポートに接続している。
【００３７】
上記配管Ｌ２１,追い焚き熱交換器２０,配管Ｌ２２で風呂追い焚き回路を構成している。
【００３８】
上記沸き上げ用混合弁５０の第２入水ポート側(風呂追い焚き回路側)の開度を全開にした状態で沸き上げ用循環ポンプＰ１を駆動することにより、貯湯タンク３内の上部の湯水を、配管Ｌ２１,追い焚き熱交換器２０(１次側),配管Ｌ２２,沸き上げ用混合弁５０,配管Ｌ２,沸き上げ熱交換器１０配管Ｌ３を介して循環させる。
【００３９】
また、上記貯湯タンク３の上部に配管Ｌ３１の一端を接続し、配管Ｌ３１の他端を給湯用混合弁２２の第１入水ポートに接続している。上記配管Ｌ３１に、貯湯タンク３側から給湯用混合弁２２への流れのみを許容する逆止弁２１を配設している。また、給湯用混合弁２２の第２入水ポートに、分岐配管Ｌ１２の一端を接続し、分岐配管Ｌ１２の他端を、配管Ｌ１１の減圧弁１１と逆止弁１２の間に接続している。上記分岐配管Ｌ１２に、配管Ｌ１１側から給湯用混合弁２２への流れのみを許容する逆止弁２３を配設している。
【００４０】
そして、上記給湯用混合弁２２の出水ポートに配管Ｌ３２の一端を接続し、配管Ｌ３２の他端を給湯栓６０(この実施形態では蛇口)に接続している。上記配管Ｌ３２に水量センサ２４を配設している。
【００４１】
上記分岐配管Ｌ１２と配管Ｌ３１と配管Ｌ３２と逆止弁２１と給湯用混合弁２２と逆止弁２３および水量センサ２４で給湯回路を構成している。
【００４２】
また、上記配管Ｌ３２の水量センサ２４の上流側に配管Ｌ３３の一端を接続し、配管Ｌ３３の他端を、浴槽４に設けられた接続アダプタ９の給湯口９aに接続している。この配管Ｌ３３の上流側から順に、湯張り用電磁弁２５と、逆止弁２６と、水量センサ２７と、逆止弁２８を配設している。この逆止弁２６,２８は、給湯用混合弁２２側から浴槽４への流れのみを許容する。
【００４３】
上記配管Ｌ３３と湯張り用電磁弁２５と逆止弁２６,２８および水量センサ２７で、給湯回路の配管Ｌ３２から分岐して浴槽４に接続された風呂給湯回路を構成している。
【００４４】
上記接続アダプタ９の追焚用吸水口９bに配管Ｌ３５の一端を接続し、配管Ｌ３５の他端を追い焚き熱交換器２０の２次側の入水ポートに接続している。上記配管Ｌ３５に風呂用循環ポンプＰ２を配設している。また、配管Ｌ３３の水量センサ２７よりも下流側に配管Ｌ３４の一端を接続し、配管Ｌ３４の他端を追い焚き熱交換器２０の２次側の出水ポートに接続している。
【００４５】
上記風呂用循環ポンプＰ２により、浴槽４内の湯水を、配管Ｌ３５,追い焚き熱交換器２０(２次側),配管Ｌ３４,配管Ｌ３３(一部)を介して循環させる。
【００４６】
上記配管Ｌ３５,追い焚き熱交換器２０(２次側),配管Ｌ３４,配管Ｌ３３(一部)で風呂循環回路を構成している。
【００４７】
さらに、上記配管Ｌ２１に配管Ｌ４１の一端を接続し、配管Ｌ４１の他端を排水口に接続している。また、上記配管Ｌ４１に逃し弁３１を配設している。
【００４８】
上記貯湯タンク３には、下側から上側に向かって略等間隔に４つの温度センサＴ１〜Ｔ４を設けている。また、配管Ｌ２に入水温度を検出する温度センサＴ１１を設けると共に、配管Ｌ３に出湯温度を検出する温度センサＴ１２を設けている。上記温度センサＴ１１は、入水温度センサの一例であり、温度センサＴ１２は、出湯温度センサの一例である。
【００４９】
また、沸き上げ熱交換器１０に温度センサＴ１３を設けている。また、給湯栓６０に接続された配管Ｌ３２には、水量センサ２４よりも下流側に給湯温度を検出する温度センサＴ２１を設けている。また、浴槽４に接続された配管Ｌ３５には、浴槽４側の接続アダプタ９と風呂用循環ポンプＰ２との間に、水位センサＬＳと、水流スイッチＳＷと、温度センサＴ２３を接続アダプタ９側から順に設けている。さらに、浴槽４に接続された配管Ｌ３３の逆止弁２８の下流側でかつ配管Ｌ３３と配管Ｌ３４との接続点に、浴槽４に供給される給湯水の温度を検出する温度センサＴ２２を設けている。
【００５０】
上記給湯装置は、図３に示すように、マイクロコンピュータと入出力回路などからなる制御装置１００と、上記制御装置１００との間で信号を送受信するリモートコントローラ２００とを備えている。上記制御装置１００は、温度センサＴ１〜Ｔ４,Ｔ１１〜Ｔ１３,Ｔ２１〜Ｔ２３と水位センサＬＳと水流スイッチＳＷと水量センサ２４,２７と外気温度センサ(図示せず)およびリモートコントローラ２００などからの信号を受けて、ヒートポンプユニット２と沸き上げ用循環ポンプＰ１と風呂用循環ポンプＰ２と給湯用混合弁２２と湯張り用電磁弁２５と沸き上げ用混合弁５０などを制御する。
【００５１】
また、上記制御装置１００は、貯湯タンク３内の湯水を沸き上げる運転を制御する沸き上げ制御部１００aと、給湯栓６０への給湯温度を制御する給湯制御部１００bと、「風呂湯張り運転」などを含む浴槽４への注湯運転を制御する注湯制御部１００cと、「風呂追い焚き運転」を制御する追い焚き制御部１００dと、外部から貯湯タンク３内に供給される水の給水温度を推定する給水温度推定部１００eと、入水温度を表す複数の入水温度データを記憶する入水温度記憶部１００fと、給水温度推定部１００eにより推定された給水温度を補正する給水温度補正部１００gを有する。
【００５２】
上記構成の給湯装置において、給湯制御部１００bは、温度センサＴ２１により検出された給湯温度が給湯設定温度になるように、給湯用混合弁２２の混合比率を制御する。
【００５３】
<沸き上げ運転>
上記ヒートポンプユニット２により貯湯タンク３内の湯水を沸き上げる「沸き上げ運転」では、制御装置１００の沸き上げ制御部１００aにより、沸き上げ用混合弁５０の第１入水ポート側(貯湯タンク３側)の開度を全開にした状態で沸き上げ用循環ポンプＰ１を運転して、貯湯タンク３内の湯水を、配管Ｌ１,沸き上げ用混合弁５０,配管Ｌ２,沸き上げ熱交換器１０,配管Ｌ３を介して循環させる。
【００５４】
上記沸き上げ制御部１００aは、沸き上げ運転時、沸き上げ用混合弁５０の開度を制御すると共に、温度センサＴ１２により検出された出湯温度が目標出湯温度ＴＳになるように、ヒートポンプユニット２と沸き上げ用循環ポンプＰ１を制御する。ここで、目標出湯温度ＴＳは、貯湯タンク３から給湯される湯量などに基づいて制御装置１００で算出される。例えば、使用される湯量が多い場合、目標出湯温度ＴＳは例えば７０℃と高くなり、使用される湯量が少ない場合、目標出湯温度ＴＳは例えば５０℃と低くなる。
【００５５】
そして、温度センサＴ１１により検出された沸き上げ熱交換器１０の入水温度が４０℃〜４５℃(沸き終い温度)になると沸き上げ運転を終了する。
【００５６】
<風呂湯張り運転>
次に、上記貯湯タンク３から風呂の浴槽４内に給湯する「風呂湯張り運転」を行う場合、制御装置１００の注湯制御部１００cにより湯張り用電磁弁２５を開いて、貯湯タンク３内の湯を給湯用混合弁２２と風呂給湯回路(Ｌ３３,２５,２６,２７,２８)を介して浴槽４内に供給する。このとき、注湯制御部１００cは、給湯用混合弁２２を制御して、目標設定温度に基づいて、貯湯タンク３からの高温の湯と外部からの給水とを混合すると共に、水位センサＬＳにより検出された浴槽４内の水位が設定水位になると、湯張り用電磁弁２５を閉じる。
【００５７】
<風呂追い焚き運転>
次に、上記貯湯タンク３から風呂の浴槽４内の湯を追い焚きする「風呂追い焚き運転」を行う場合、制御装置１００の追い焚き制御部１００dにより、湯張り用電磁弁２５を閉じた状態で風呂用循環ポンプＰ２を運転して、浴槽４内の湯を、配管Ｌ３５,追い焚き熱交換器２０(２次側),配管Ｌ３４,配管Ｌ３３(一部)を介して循環させる。
【００５８】
そして、温度センサＴ２３により検出された浴槽４内の湯の風呂温度に基づいて、追い焚き制御部１００dは、ヒートポンプユニット２を用いずに貯湯タンク３内の湯を熱源とする風呂追い焚き運転を行うか、または、貯湯タンク３の熱量だけでは足らないときにヒートポンプユニット２を用いて風呂追い焚き運転を行う。
【００５９】
上記ヒートポンプユニット２を用いた風呂追い焚き運転では、沸き上げ熱交換器１０からの湯を沸き上げ用循環ポンプＰ１により貯湯タンク３と沸き上げ回路(Ｌ１,Ｌ２,１０,Ｌ３)と風呂追い焚き回路(Ｌ２１,２０,Ｌ２２)を介して循環させて風呂の追い焚きをする。
【００６０】
＜凍結防止運転＞
上記貯湯タンク３の下部の配管Ｌ１,Ｌ２の凍結を防止する場合は、沸き上げ用循環ポンプＰ１を運転して、貯湯タンク３内の湯水を、配管Ｌ１,沸き上げ用混合弁５０,配管Ｌ２,沸き上げ熱交換器１０,配管Ｌ３を介して循環させる(ヒートポンプユニット２は運転しない)。この凍結防止運転は、例えば、温度センサＴ１１により検出された入水温度が２℃まで下がれば凍結防止運転を開始し、入水温度が５℃になると終了する。
【００６１】
上記構成の給湯装置によれば、貯湯タンク３が収容された貯湯ユニット１内に沸き上げ熱交換器１０と入水温度センサである温度センサＴ１１を配置したことで、沸き上げ運転時に温度センサＴ１１により検出された入水温度に基づいて、給水温度推定部１００eによって、外部の給水管から貯湯タンク３内に供給される水の給水温度ＴＷを正確に推定することが可能になる。したがって、上記沸き上げ熱交換器１０からヒートポンプユニット２までの配管長に関わらず、沸き上げ熱交換器１０の入水温度に基づいて給水温度ＴＷを正確に推定できる。特に、上記貯湯タンク３の直下に沸き上げ熱交換器１０と温度センサＴ１１を配置することで、貯湯タンク３の下部と沸き上げ熱交換器１０とを接続する配管を引き回しすることなく最も短くでき、給水温度ＴＷをより正確に推定できる。この給水温度ＴＷは、沸き上げ運転の制御などに用いられる。
【００６２】
また、上記沸き上げ運転において、給水温度推定部１００eは、沸き上げ用循環ポンプＰ１の作動開始から所定の非検出時間を経過した後に温度センサＴ１１(入水温度センサ)により検出された入水温度に基づいて、外部の給水管から貯湯タンク３内に供給される水の給水温度ＴＷを推定する。この所定の非検出時間を、沸き上げ用循環ポンプＰ１の作動開始から貯湯タンク３内の下部の水が温度センサＴ１１の検出位置に達するまでの時間よりも長く設定することで、沸き上げ用循環ポンプＰ１の作動開始直前の貯湯タンク３の下部から温度センサＴ１１の検出位置までの配管内にある水の温度を検出しないで、貯湯タンク３内の下部の水が温度センサＴ１１の検出位置に達してから水の温度を検出でき、より正確に入水温度を検出できる。
【００６３】
また、上記非検出時間を、貯湯タンク３の下部から温度センサＴ１１(入水温度センサ)までの配管長に基づいて決定することによって、沸き上げ用循環ポンプＰ１の作動開始直前の貯湯タンク３の下部から温度センサＴ１１の検出位置までの配管内にある水の温度を検出しないようにすることが可能になる。
【００６４】
また、上記沸き上げ運転中に間隔(例えば５分)をあけて温度センサＴ１１(入水温度センサ)により検出された入水温度を表す複数の入水温度データを入水温度記憶部１００fに記憶し、給水温度推定部１００eにより、１日(推定期間)において沸き上げ運転中に入水温度記憶部１００fに記憶された複数の入水温度データのうちの最低温度を給水温度ＴＷとすることによって、１日間で沸き上げ運転中の入水温度が最も低い温度を給水温度ＴＷとするので、正確な給水温度ＴＷが１日毎に得られる。
【００６５】
なお、この実施の形態では、温度センサＴ１１(入水温度センサ)により検出された入水温度を表す複数の入水温度データを入水温度記憶部１００fに記憶したが、前回検出した入水温度と今回検出した入水温度を比較して、どちらか低い方のみを入水温度記憶部１００fに記憶することを繰り返すようにしてもよい。
【００６６】
なお、上記「推定期間」を１日としたが、例えば数日間であってもよいし、１回の沸き上げ運転期間などであってもよい。
【００６７】
また、前日(前回の推定期間)において得た給水温度ＴＷ１に対して、当日(今回の推定期間)において得た給水温度ＴＷ２の温度上昇の値(ＴＷ２−ＴＷ１)が所定温度(例えば２℃)以上のとき、給水温度推定部１００eによって、前日の給水温度と上記所定温度(例えば２℃)の和を当日(今回の推定期間) における給水温度とする。これにより、貯湯タンク３内の湯が使用されないために、貯湯タンク３内の下部の湯温が高くなって外部の給水管から供給される水の給水温度と大きく異なるときは、前日の給水温度ＴＷ１と所定温度の和を当日の給水温度として用いて、誤った給水温度を用いないようにできる。
【００６８】
あるいは、上記前日(前回の推定期間)において得た給水温度ＴＷ１に対して、当日(今回の推定期間)において得た給水温度ＴＷ２の温度上昇の値(ＴＷ２−ＴＷ１)が所定温度(例えば２℃)以上のとき、給水温度推定部１００eによって、前日の給水温度ＴＷ１を当日における給水温度とする。これにより、貯湯タンク３内の湯が使用されないために、貯湯タンク３内の下部の湯温が高くなって外部の給水管から供給される水の給水温度と大きく異なるときは、前日の給水温度ＴＷ１をそのまま当日(今回の推定期間)の給水温度として用いて、誤った給水温度を用いないようにできる。
【００６９】
また、上記沸き上げ運転時に、貯湯タンク３の下部からの湯水と貯湯タンク３の上部からの湯水とを沸き上げ用混合弁５０により混合することにより、貯湯タンク３内の中温水を沸かすことが可能になる。しかしながら、沸き上げ用混合弁５０による混合水は、貯湯タンク３の下部の湯水よりも水温が高くなるので、給水温度の推定はできない。したがって、沸き上げ運転において沸き上げ用混合弁５０の貯湯タンク３の下部側の開度が全開のとき、すなわち、貯湯タンク３の下部と上部の湯水を沸き上げ用混合弁５０により混合しないとき、温度センサＴ１１(入水温度センサ)により検出された入水温度に基づいて、給水温度推定部１００eによって、外部の給水管から貯湯タンク３内に供給される水の給水温度ＴＷを推定することにより、正確な給水温度を推定できる。
【００７０】
なお、上記沸き上げ用混合弁５０の貯湯タンク３の下部側の開度が全開であっても沸き上げ用混合弁５０に貯湯タンク３の上部から１％程度の湯が混入するので、給水温度推定部１００eにより推定される給水温度ＴＷは高くなる。そこで、上記給水温度補正部１００gは、給水温度推定部１００eにより推定された給水温度ＴＷに対して、貯湯タンク３の下部側の開度が全開の沸き上げ用混合弁５０の貯湯タンク３の上部から湯水の混合による温度上昇分を除くように補正することによって、より正確な給水温度を推定できる。
【００７１】
上記給水温度補正部１００gでは、貯湯タンク３内の上部の水温に基づいて、給水温度推定部１００eにより推定された給水温度を補正する。
【００７２】
上記給水温度補正部１００gによる温度上昇分を除く補正は、次のようにして行う。
まず、沸き上げ流量は、
沸き上げ流量  ＝  傾き×沸き上げ用循環ポンプＰ１の回転数
で求まる。傾きは、配管抵抗により決まる値であり、予め定められている。沸き上げ用混合弁５０において貯湯タンク３の上部からの湯の混入割合を１％とし、温度センサＴ４により検出された貯湯タンク３内の上部の水温ＴTOPとすると、沸き上げ用混合弁５０に貯湯タンク３の上部から混入する熱量は、
熱量  ＝  沸き上げ流量×０.０１×ＴTOP
で求めることができ、上記式で求めた熱量に相当する補正温度ＴＦを決定し、給水温度推定部１００eにより推定された給水温度ＴＷから補正温度ＴＦを引くことによって、補正後の給水温度(ＴＷ−ＴＦ)が得られる。
【００７３】
上記給水温度の推定は、沸き上げ運転時について行ったが、ヒートポンプユニット２を運転させずに沸き上げ回路に貯湯タンク３の湯水を循環させる凍結防止運転時に行ってもよい。
【００７４】
また、上記貯湯タンク３と沸き上げ用混合弁５０と風呂追い焚き回路(Ｌ２１,２０,Ｌ２２)と沸き上げ回路(Ｌ１,Ｌ２,１０,Ｌ３)などを収容する貯湯ユニット１内に沸き上げ熱交換器１０を配置していることによって、ヒートポンプユニット２側に沸き上げ熱交換器１０が内蔵されている場合に比べて、ヒートポンプユニット２と貯湯ユニット１との間の配管での湯の放熱がなく、貯湯タンク３内の湯水を効率よく沸き上げることができる。
【００７５】
なお、上記実施の形態では、熱源としてヒートポンプユニット２を用いた給湯装置について説明したが、熱源はこれに限らず、ボイラーなどの他の熱源により貯湯タンク内の湯水を沸き上げる給湯装置でもよい。
【００７６】
また、上記実施の形態では、ヒートポンプユニット２にＨＦＣ冷媒を用いたが、ヒートポンプユニットに用いる冷媒はこれに限らず、ＣＯ２冷媒や他の冷媒を用いてもよい。
【００７７】
例えば、ヒートポンプユニットにＣＯ２冷媒を用いることで、出湯温度を高い温度範囲(例えば６５℃〜９０℃)で制御することが可能になる。
【００７８】
また、上記実施の形態では、貯湯タンク３の上部を風呂追い焚き回路を介して沸き上げ用混合弁５０の入水側に接続した給湯装置について説明したが、貯湯タンクの上部を混合用の別回路を介して混合弁の入水側に接続した給湯装置にこの発明を適用してもよい。
【００７９】
また、上記実施の形態では、沸き上げ運転時、沸き上げ用混合弁５０の開度を制御して、貯湯タンク３内の上部と下部の湯水を混合して沸き上げる給湯装置について説明したが、沸き上げ運転時に貯湯タンク内の上部と下部の湯水を混合弁により混合することなく沸き上げる給湯装置にこの発明を適用してもよい。
【００８０】
この発明の具体的な実施の形態について説明したが、この発明は上記実施の形態に限定されるものではなく、この発明の範囲内で種々変更して実施することができる。
【符号の説明】
【００８１】
１…貯湯ユニット
２…ヒートポンプユニット
３…貯湯タンク
３a…戻り口
３b…出湯口
４…浴槽
９…接続アダプタ
９a…給湯口
９b…追焚用吸水口
１０…沸き上げ熱交換器
１１…減圧弁
１２,２１,２３,２６,２８…逆止弁
２０…追い焚き熱交換器
２２…給湯用混合弁
２４,２７…水量センサ
２５…湯張り用電磁弁
３１…逃し弁
５０…沸き上げ用混合弁
６０…給湯栓
７０…整流板
１００…制御装置
１００a…沸き上げ制御部
１００b…給湯制御部
１００c…注湯制御部
１００d…追い焚き制御部
１００e…給水温度推定部
１００f…入水温度記憶部
１００g…給水温度補正部
２００…リモートコントローラ
Ｌ１,Ｌ２,Ｌ３,Ｌ１１,Ｌ２１,Ｌ２２,Ｌ３１〜Ｌ３５,Ｌ４１…配管
Ｌ４,Ｌ５…冷媒配管
Ｌ１２…分岐配管
ＬＳ…水位センサ
Ｐ１…沸き上げ用循環ポンプ
Ｐ２…風呂用循環ポンプ
ＳＷ…水流スイッチ
Ｔ１〜Ｔ４,Ｔ１１〜Ｔ１３,Ｔ２１〜Ｔ２３…温度センサ
【図１】
0005862654.tif 000002
【図２】
0005862654.tif 000003
【図３】
0005862654.tif 000004