(57)【要約】【課題】浴槽への湯はり時間を短縮しつつ熱交換器の劣化を抑制することのできる貯湯式給湯機を提供する。【解決手段】貯湯式給湯機は、水源に減圧弁を介して接続された貯湯タンクと、貯湯タンクの水を加熱する加熱手段と、加熱手段により加熱された湯を浴槽へ供給するための第一湯はり流路と、減圧弁を経由せずに水源の水を浴槽へ供給するための第二湯はり流路と、加熱手段により加熱された湯と浴槽の浴槽水との間で熱交換を行うための熱交換器と、を備える。第二湯はり流路は、熱交換器を介さずに水源の水を浴槽へ供給する流路を含んで構成されている。好ましくは、貯湯式給湯機は、浴槽と熱交換器の間で浴槽水を循環させるふろ循環回路を備え、第二湯はり流路は、ふろ循環回路を介して浴槽に接続される。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
水源に減圧弁を介して接続された貯湯タンクと、
前記貯湯タンクの水を加熱する加熱手段と、
前記加熱手段により加熱された湯を浴槽へ供給するための第一湯はり流路と、
前記減圧弁を経由せずに水源の水を前記浴槽へ供給するための第二湯はり流路と、
前記加熱手段により加熱された湯と前記浴槽の浴槽水との間で熱交換を行うための熱交換器と、を備え、
前記第二湯はり流路は、前記熱交換器を介さずに水源の水を前記浴槽へ供給する流路を含んで構成されていることを特徴とする貯湯式給湯機。
【請求項２】
前記浴槽と前記熱交換器の間で浴槽水を循環させるふろ循環回路を備え、
前記第二湯はり流路は、前記ふろ循環回路を介して前記浴槽に接続されていることを特徴とする請求項１に記載の貯湯式給湯機。
【請求項３】
前記浴槽へ目標湯量及び目標湯温の湯を張る湯はり運転を制御する制御装置を備え、
前記制御装置は、前記湯はり運転を行う場合に、前記第一湯はり流路を利用して前記貯湯タンクの湯を浴槽へ供給するとともに前記第二湯はり流路を利用して水源の水を前記浴槽へ供給するように構成されていることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の貯湯式給湯機。
【請求項４】
前記第一湯はり流路は、
水源から前記減圧弁を経由して低温水を供給する給水配管と、
前記貯湯タンクの上部から出水される高温水を供給するタンク上部配管と、
前記給水配管の低温水と前記タンク上部配管の高温水とを混合するとともに、その混合比を調整する混合弁と、
前記混合弁により温度が調整された湯を前記浴槽へ供給するための給湯配管と、を含み、
前記制御装置は、前記湯はり運転を行う場合に、前記混合比を調整して前記浴槽へ供給される湯の温度を調整するように構成されていることを特徴とする請求項３に記載の貯湯式給湯機。
【請求項５】
前記制御装置は、前記湯はり運転を行う場合に、前記混合弁から前記給湯配管へ流出する湯水の温度が上限温度を超えないように前記混合比を調整することを特徴とする請求項４に記載の貯湯式給湯機。
【請求項６】
前記制御装置は、前記第一湯はり流路を利用して前記貯湯タンクの湯を浴槽へ供給する第一湯はり運転と、前記第一湯はり流路を利用して前記貯湯タンクの湯を浴槽へ供給するとともに前記第二湯はり流路を利用して水源の水を前記浴槽へ供給する第二湯はり運転と、を実施可能に構成され、
前記制御装置は、前記湯はり運転を行う場合に、
前記第二湯はり運転によって前記浴槽の前記目標湯量よりも少量の湯を前記浴槽へ供給し、
前記浴槽に供給された湯の温度が前記目標湯温に到達している場合には、前記目標湯量となるまで前記第二湯はり運転を実施し、
前記浴槽に供給された湯の温度が前記目標湯温に到達していない場合には、前記目標湯量となるまで前記第一湯はり運転を実施するように構成されていることを特徴とする請求項３から請求項５の何れか１項に記載の貯湯式給湯機。
【請求項７】
前記制御装置は、前記浴槽の湯を前記熱交換器に循環させて前記加熱手段により加熱された湯との間で熱交換を行う追い焚き運転を実施可能に構成され、
前記制御装置は、前記湯はり運転を行う場合に、
前記湯はり運転によって前記目標湯量の湯を前記浴槽へ供給し、
前記浴槽に供給された湯の温度が前記目標湯温に到達していない場合には、前記追い焚き運転を実施することにより、前記浴槽の湯を前記目標湯温に調整するように構成されていることを特徴とする請求項３から請求項５の何れか１項に記載の貯湯式給湯機。
【請求項８】
前記第二湯はり流路の途中に流量調整弁を更に備え、
制御装置は、前記流量調整弁を調整して前記湯はり運転によって前記浴槽へ供給される湯の温度を調整するように構成されていることを特徴とする請求項３から請求項７の何れか１項に記載の貯湯式給湯機。
【請求項９】
前記浴槽と前記熱交換器の間で浴槽水を循環させるふろ循環回路を備え、
前記第一湯はり流路は、
前記加熱手段により加熱された湯が流れる給湯配管と、
前記給湯配管と接続された前記ふろ循環回路と、を含んで構成され、
前記第二湯はり流路は、
前記減圧弁を経由しない水源の水が流れる給水配管と、
前記ふろ循環回路と、
前記給水配管と前記ふろ循環回路とを接続するバイパス配管と、を含んで構成され、
前記バイパス配管と前記ふろ循環回路との接続部に第二混合弁を更に備え、
制御装置は、前記第二混合弁を調整して前記湯はり運転によって前記浴槽へ供給される湯の温度を調整するように構成されていることを特徴とする請求項３から請求項７の何れか１項に記載の貯湯式給湯機。
【請求項１０】
前記浴槽へ目標湯量及び目標湯温の湯を張る湯はり運転を制御する制御装置を備え、
前記制御装置は、前記湯はり運転を行う場合に、前記第二湯はり流路を利用して水源の水を前記浴槽へ供給するとともに、前記熱交換器において前記加熱手段により加熱された湯との間で熱交換を行うように構成されていることを特徴とする請求項２に記載の貯湯式給湯機。
【請求項１１】
前記制御装置は、前記浴槽の湯を前記熱交換器に循環させて前記加熱手段により加熱された湯との間で熱交換を行う追い焚き運転を実施可能に構成され、
前記制御装置は、前記湯はり運転を行う場合に、
前記湯はり運転によって前記目標湯量の湯を前記浴槽へ供給し、
前記浴槽に供給された湯の温度が目標湯温に到達していない場合には、前記追い焚き運転を実施することにより、前記浴槽の湯を前記目標湯温に調整するように構成されていることを特徴とする請求項１０に記載の貯湯式給湯機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、貯湯式給湯機に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、例えば特許文献１には、浴槽の湯はりに要する時間を短縮するための技術が開示されている。この技術では、貯湯タンクの温水を浴槽に供給する第１湯はり回路と並行し、給湯用熱交換器で生成した給湯を浴槽に供給する第２湯はり回路を備えている。第２湯はり回路には、減圧弁を経由しない給水が供給される。第２湯はり回路は、減圧弁による圧力損失を受けないため、浴槽の湯はりに要する時間が短縮される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００９−１０３４０３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記の特許文献１の給湯機では、第２湯はり回路を利用した湯はりを行う場合に、減圧弁を経由しない給水が必ず熱交換器を通過する。このため、熱交換器を通過するときの圧力損失によって浴槽へ供給される湯量が低下するという課題がある。また、第２湯はり回路を利用した湯はりでは、給水が常に給湯用熱交換器に供給されるので、熱交換器に閉塞等の経年劣化が生じ易いといった課題もある。
【０００５】
本発明は、上述のような課題を解決するためになされたもので、浴槽への湯はり時間を短縮しつつ熱交換器の劣化を抑制することのできる貯湯式給湯機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】
【０００６】
本発明に係る貯湯式給湯機は、水源に減圧弁を介して接続された貯湯タンクと、貯湯タンクの水を加熱する加熱手段と、加熱手段により加熱された湯を浴槽へ供給するための第一湯はり流路と、減圧弁を経由せずに水源の水を浴槽へ供給するための第二湯はり流路と、加熱手段により加熱された湯と浴槽の浴槽水との間で熱交換を行うための熱交換器と、を備え、第二湯はり流路は、熱交換器を介さずに水源の水を浴槽へ供給する流路を含んで構成されるものである。
【発明の効果】
【０００７】
本発明の貯湯式給湯機によれば、減圧弁を経由せずに水源の水を浴槽へ供給するための第二湯はり流路が、熱交換器を介さずに水源の水を浴槽へ供給する流路を含んで構成されている。これにより、浴槽への湯はり時間を短縮しつつ熱交換器の劣化を抑制することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】実施の形態１の貯湯式給湯機を示す構成図である。
【図２】実施の形態１の貯湯式給湯機の沸き上げ運転時の回路構成図である。
【図３】実施の形態１の貯湯式給湯機の第一湯はり運転時の回路構成図である。
【図４】実施の形態１の貯湯式給湯機の第二湯はり運転時の回路構成図である。
【図５】実施の形態１の貯湯式給湯機の第三湯はり運転時の回路構成図である。
【図６】実施の形態１の貯湯式給湯機の追い焚き運転時の回路構成図である。
【図７】実施の形態１の貯湯式給湯機において、第一湯はり運転を行う場合に実行されるルーチンのフローチャートである。
【図８】実施の形態１の貯湯式給湯機において、第二湯はり運転を行う場合に実行されるルーチンのフローチャートである。
【図９】実施の形態１の貯湯式給湯機の構成の変形例を示す図である。
【図１０】実施の形態１の貯湯式給湯機の構成の他の変形例を示す図である。
【図１１】実施の形態２の貯湯式給湯機において、第二湯はり運転を行う場合に実行されるルーチンのフローチャートである。
【図１２】実施の形態３の貯湯式給湯機において、第三湯はり運転を行う場合に実行されるルーチンのフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、図面を参照して実施の形態について説明する。なお、各図において共通する要素には、同一の符号を付して、重複する説明を省略する。
【００１０】
実施の形態１．
図１は、実施の形態１の貯湯式給湯機を示す構成図である。図１に示すように、本実施の形態１の貯湯式給湯機１００は、タンクユニット２５と、ヒートポンプサイクルを利用するように構成されたヒートポンプユニット２６とを備えている。ヒートポンプユニット２６とタンクユニット２５との間は、ヒートポンプ往き配管２７、ヒートポンプ戻り配管２８及び図示しない電気配線を介して接続されている。また、タンクユニット２５には、貯湯式給湯機１００の運転動作を制御する制御装置５０が内蔵されている。タンクユニット２５及びヒートポンプユニット２６が備える各種の弁類、ポンプ類、センサ類は、制御装置５０に電気配線を介して接続されている。制御装置５０は、図示しないリモコンと相互に通信可能に接続されている。制御装置５０は、例えばマイクロコンピュータ等により構成されている。制御装置５０は、ＲＯＭ、ＲＡＭ、不揮発性メモリ等を含む記憶部と、記憶部に記憶されたプログラムに基づいて演算処理を実行する演算処理装置（ＣＰＵ）と、演算処理装置に対して外部の信号を入出力する入出力ポートとを備える。以下、貯湯式給湯機１００の各構成要素について説明する。
【００１１】
ヒートポンプユニット２６は、タンクユニット２５から導かれた水を加熱する加熱手段として機能する。ヒートポンプユニット２６は、圧縮機、水冷媒熱交換器、膨張弁、及び空気熱交換器（何れも図示せず）を冷媒循環配管にて環状に接続し、ヒートポンプサイクルを構成している。水冷媒熱交換器は、冷媒とタンクユニット２５から導かれた水との間で熱交換を行う。なお、本発明の加熱手段は、上述したヒートポンプユニット２６に限られず、貯湯タンク５内にヒータを設置する等、他の構成でもよい。
【００１２】
タンクユニット２５には、以下の各種部品及び配管などが内蔵されている。貯湯タンク５は、上側が高温で下側が低温になる温度成層を形成して湯水を貯留する。貯湯タンク５の下部に設けられたタンク給水配管口４ａには、水源からの給水である低温水を供給する給水管路３の第二給水配管３ｂが接続されている。給水管路３については後述する。貯湯タンク５の上部には、タンク上部配管口４ｂが設けられている。タンク上部配管口４ｂには、貯湯タンク５に貯留した湯を給湯機外部へ供給するためのタンク上部配管８が接続されている。貯湯タンク５には、ヒートポンプユニット２６を用いて加熱された高温水がタンク上部から流入し、第二給水配管３ｂを介して低温水がタンク下部に流入することにより、貯湯タンク５内の上部と下部で温度差が生じるように湯水が貯留される。貯湯タンク５内の湯水の温度分布を検知するため、貯湯タンク５の表面には、高さの異なる位置に複数の温度センサが設置される。本実施の形態１では、貯湯タンク５の上部領域に上部残湯温度サーミスタ７が配置され、貯湯タンク５の下部領域に下部残湯温度サーミスタ６が配置されているが、３個以上の温度センサを貯湯タンク５に取り付けても良い。制御装置５０は、貯湯タンク５に取り付けられたこれらの温度センサにより取得された温度分布に基づいて、貯湯タンク５内の残湯量を把握する。
【００１３】
また、タンクユニット２５内には、熱源ポンプ４０及び熱交換器１８が内蔵されている。熱源ポンプ４０は、後述する各種配管に湯水を循環させるためのポンプである。熱交換器１８は、貯湯タンク５またはヒートポンプユニット２６から供給される高温水を利用して、２次側の浴槽水を加熱するための熱交換器である。なお、本実施の形態１では、熱交換器１８の２次側の構成として、浴槽２４内の湯水を循環させるふろ往き配管１６及びふろ戻り配管１９によって構成されるふろ循環回路３５を備えている。熱交換器１８は、ふろ往き配管１６及びふろ戻り配管１９を介して浴槽２４と接続され、これらにより循環回路が形成されている。
【００１４】
ふろ戻り配管１９の途中には、循環センサ２０、水位センサ２１、ふろ循環ポンプ２２、及びふろ戻り温度サーミスタ２３が設置されている。循環センサ２０は、ふろ循環回路３５内の水流を検知するためのセンサである。水位センサ２１は、浴槽２４の水位を検出するためのセンサである。ふろ循環ポンプ２２は、ふろ循環回路３５に浴槽水を循環させるためのポンプである。ふろ戻り温度サーミスタ２３は、浴槽２４から出た浴槽水の温度を検知するためのセンサである。ふろ往き配管１６の途中には、熱交換器１８から出た熱交換後の浴槽水の温度を検知するためのふろ往き温度サーミスタ１７が設置されている。
【００１５】
次に、タンクユニット２５が備える弁類及び配管類について説明する。タンクユニット２５は、三方弁３３及び四方弁２９を有している。三方弁３３は、湯水が流入する２つの入口であるａポート及びｂポートと、湯水が流出する１つの出口であるｃポートとを有する流路切り替え手段であり、ａポートもしくはｂポートのどちらかから湯水が流入するように湯水の経路を切り替え可能に構成されている。四方弁２９は、湯水が流入する２つの入口であるｂポート及びｃポートと、湯水が流出する２つの出口であるａポート及びｄポートとを有している。四方弁２９は、４つの経路、すなわち、ａ−ｂ経路、ａ−ｃ経路、ｂ−ｄ経路、ｃ−ｄ経路の間で流路形態を切り替え可能に構成されている。
【００１６】
また、タンクユニット２５は、水導出配管３４と、送湯配管３０と、タンク追い焚き戻り配管３７と、第二バイパス配管３６と、追い焚き往き配管３１と、追い焚き戻り配管３２とを有している。
【００１７】
水導出配管３４は、貯湯タンク５のタンク水導出口４ｄと三方弁３３のａポートとを接続する流路である。送湯配管３０は、四方弁２９のｄポートと、タンク上部配管８の途中に設けられた後述する混合弁９とタンク上部配管口４ｂとの間とを接続する流路である。前述したヒートポンプ往き配管２７は、三方弁３３のｃポートとヒートポンプユニット２６の入口側とを接続する流路であり、ヒートポンプ戻り配管２８は、ヒートポンプユニット２６の出口側と四方弁２９のｃポートとを接続する流路である。ヒートポンプ往き配管２７の途中に熱源ポンプ４０が配置されている。タンク追い焚き戻り配管３７は、四方弁２９のａポートと、貯湯タンク５の下部に設けられたタンク追い焚き戻り口４ｅとを接続する流路である。第二バイパス配管３６は、ヒートポンプ往き配管２７の途中に設けられた熱源ポンプ４０とヒートポンプユニット２６の入り口側との間から分岐し、四方弁２９のｂポートに接続される流路である。追い焚き往き配管３１は、貯湯タンク５上部の追い焚き往き配管口４ｃと熱交換器１８の１次側入口に接続される流路である。追い焚き戻り配管３２は、熱交換器１８の１次側出口と三方弁３３のｂポートとを接続する流路である。
【００１８】
タンクユニット２５は、さらに、第一給水配管３ａ、第二給水配管３ｂ、第三給水配管３ｃ、混合弁９、及び給湯配管１０を有している。第一給水配管３ａの一端は水道等の水源に接続されている。第一給水配管３ａの他端には減圧弁２を介して第二給水配管３ｂ及び第三給水配管３ｃが接続されている。第一給水配管３ａ、第二給水配管３ｂ及び第三給水配管３ｃによって給水管路３が構成されている。第三給水配管３ｃは混合弁９の給水側のポートに接続されている。第一給水配管３ａの途中には、水源の水の温度を検出するための給水温度サーミスタ３９が設置されている。
【００１９】
また、タンク上部配管８は、混合弁９の給湯側のポートに接続されている。給湯配管１０は、混合弁９の導出側のポートとふろ循環回路３５におけるふろ往き配管の途中とを接続する流路である。給湯配管１０の途中には、給湯配管１０を開閉する第一ふろ電磁弁１４と、給湯配管１０の流量を検出する第一流量センサ１５が設けられている。
【００２０】
混合弁９は、タンク上部配管８から供給される高温水と、第三給水配管３ｃから供給される低温水との混合比を調整する。混合弁９で温度調整された湯は、給湯配管１０から第一ふろ電磁弁１４、ふろ循環回路３５を経て浴槽２４に供給される。以下の説明では、貯湯タンク５のタンク上部配管口４ｂからタンク上部配管８、給湯配管１０及びふろ循環回路３５を経て浴槽２４へ至る流路を第一湯はり流路と称する。第一湯はり流路を利用することにより、貯湯タンク５内の湯を浴槽２４へ供給することができる。
【００２１】
実施の形態１の貯湯式給湯機１００は、その特徴的構成として、バイパス配管１２を備えている。バイパス配管１２は、第一給水配管３ａの途中とふろ往き配管の途中とを接続する流路である。このような構成によれば、バイパス配管１２には減圧弁２を経由しない給水が供給される。バイパス配管１２の途中には、バイパス配管１２を開閉する第二ふろ電磁弁１１と、バイパス配管１２の流量を検出する第二流量センサ１３が設けられている。以下の説明では、第一給水配管３ａ、バイパス配管１２及びふろ循環回路３５を経て浴槽２４へ至る流路を第二湯はり流路と称する。第二湯はり流路を利用することにより、減圧弁２を経由せずに水源の水を浴槽２４へ供給することができる。
【００２２】
実施の形態１の貯湯式給湯機１００では、以下の図２〜図６に示す運転状態に応じて三方弁３３及び四方弁２９を制御して、タンクユニット２５内の湯水の流路を切り替えて使用するようになっている。図２は、実施の形態１の貯湯式給湯機の沸き上げ運転時の回路構成図である。制御装置５０は、沸き上げ運転を実行する機能を備えている。なお、ここでいう沸き上げ運転とは、ヒートポンプユニット２６を利用して貯湯タンク５内の水を沸き上げる運転のことである。この沸き上げ運転時には、ヒートポンプユニット２６および熱源ポンプ４０を稼動させる。また、三方弁３３は、ａポートがｃポートに連通し、ｂポートが閉状態となるように制御される。また、四方弁２９は、ｃポートがｄポートに連通し、ａポート及びｂポートが閉状態となるように制御される。沸き上げ運転では、熱源ポンプ４０により、貯湯タンク５のタンク水導出口４ｄから導出された水が、水導出配管３４、三方弁３３、ヒートポンプ往き配管２７を通ってヒートポンプユニット２６内の水冷媒熱交換器に送られる。そして、ヒートポンプユニット２６内の水冷媒熱交換器で加熱された高温水が、ヒートポンプ戻り配管２８、四方弁２９、送湯配管３０、タンク上部配管８を通り、タンク上部配管口４ｂから貯湯タンク５に流入する。このような沸き上げ運転が実行されることで、貯湯タンク５の内部では、上層部から高温水が貯えられていき、この高温水層が徐々に厚くなる。
【００２３】
また、図３は、実施の形態１の貯湯式給湯機の第一湯はり運転時の回路構成図である。制御装置５０は、第一湯はり運転を実行する機能を備えている。なお、ここでいう第一湯はり運転とは、貯湯タンク５内に蓄えた高温の水を浴槽２４に給湯する運転のことである。この第一湯はり運転時には、第一ふろ電磁弁１４が開弁されることにより、貯湯タンク５内の湯がタンク上部配管８、給湯配管１０、及びふろ循環回路３５を介して浴槽２４へと注水される。
【００２４】
なお、上述した第一湯はり運転では貯湯タンク５内に蓄えた高温の水を第一湯はり流路へ流すこととした。しかしながら、第一湯はり運転では、上述の沸き上げ運転を同時に行うことにより、ヒートポンプユニット２６で加熱された高温の水をそのまま第一湯はり流路へ流すこととしてもよい。
【００２５】
また、第一湯はり運転では、タンク上部配管８を流れる高温の水の温度を上部残湯温度サーミスタ７によって検出し、第三給水配管３ｃを流れる低温の水の温度を下部残湯温度サーミスタ６によって検出することができる。そして、これらの検出値に基づいて混合弁９を制御することにより、給湯配管１０側に出湯される湯の温度を目標湯温に調整することができる。
【００２６】
次に、図４は、実施の形態１の貯湯式給湯機の第二湯はり運転時の回路構成図である。制御装置５０は、第二湯はり運転を実行する機能を備えている。なお、ここでいう第二湯はり運転とは、貯湯タンク５内に蓄えた高温の水を浴槽２４に給湯するとともに、減圧弁２を経由しない水源の水を浴槽２４に供給する運転のことである。この第二湯はり運転時には、第一ふろ電磁弁１４が開弁されることにより、貯湯タンク５内の湯がタンク上部配管８、給湯配管１０、及びふろ循環回路３５を介して浴槽２４へと注水される。また、第二湯はり運転時には、第二ふろ電磁弁１１が開弁されることにより、減圧弁２を経由しない水源の水が第一給水配管３ａ、バイパス配管１２、及びふろ循環回路３５を介して浴槽２４へと注水される。
【００２７】
なお、上述した第二湯はり運転では貯湯タンク５内に蓄えた高温の水を第一湯はり流路へ流すこととした。しかしながら、第二湯はり運転では、上述の沸き上げ運転を同時に行うことにより、ヒートポンプユニット２６で加熱された高温の水をそのまま第一湯はり流路へ流すこととしてもよい。
【００２８】
また、第二湯はり運転では、タンク上部配管８を流れる高温の水の温度を上部残湯温度サーミスタ７によって検出し、第三給水配管３ｃを流れる低温の水の温度を下部残湯温度サーミスタ６によって検出することができる。また、バイパス配管１２を流れる水源の水の温度を給水温度サーミスタ３９によって検出することができる。そして、第一流量センサ１５と第二流量センサ１３の検出値に基づいて、第一湯はり流路を流れる湯の流量と第二湯はり流路を流れる水の流量を検出することができる。第二湯はり運転では、これらの検出値に基づいて混合弁９を制御することにより、浴槽２４に供給される湯の温度を目標湯温に調整することができる。
【００２９】
次に、図５は、実施の形態１の貯湯式給湯機の第三湯はり運転時の回路構成図である。制御装置５０は、第三湯はり運転を実行する機能を備えている。なお、ここでいう第三湯はり運転とは、減圧弁２を経由しない水源の水を浴槽２４に供給するとともに、その途中の熱交換器１８において貯湯タンク５内に貯えた高温の水と当該水源の水との間の熱交換を行う運転のことである。この第三湯はり運転時には、三方弁３３は、ｂポートとｃポートとが連通しａポートが閉状態となるように制御される。これにより、追い焚き戻り配管３２とヒートポンプ往き配管２７とが連通するとともに、水導出配管３４側を閉状態として貯湯タンク５のタンク水導出口４ｄからの流路が遮断される。また、四方弁２９は、ｂポートとａポートとが連通しｃポートとｄポートとが閉状態となるように制御される。これにより、第二バイパス配管３６とタンク追い焚き戻り配管３７とが連通するとともに、ヒートポンプ戻り配管２８側と送湯配管３０側とが閉状態となる。
【００３０】
第三湯はり運転は、上記のように三方弁３３および四方弁２９が制御された状態で、熱源ポンプ４０の運転を開始するとともに、第二ふろ電磁弁１１が開弁されることにより実行される。その結果、貯湯タンク５の追い焚き往き配管口４ｃから流出する高温の水は、追い焚き往き配管３１を経由して熱交換器１８に導かれる。一方、減圧弁２を経由しない水源の水は、第一給水配管３ａ、バイパス配管１２、及びふろ循環回路３５を介して浴槽２４へと注水される。この際、ふろ循環回路３５を流れる水源の水の一部は熱交換器１８に導かれ、高温の水との間の熱交換によって加熱された上で浴槽２４へ注水される。熱交換により低温となった低温水は、追い焚き戻り配管３２、三方弁３３、ヒートポンプ往き配管２７、熱源ポンプ４０、第二バイパス配管３６、四方弁２９およびタンク追い焚き戻り配管３７を経由して、タンク追い焚き戻り口４ｅから貯湯タンク５に戻される。
【００３１】
次に、図６は、実施の形態１の貯湯式給湯機の追い焚き運転時の回路構成図である。制御装置５０は、追い焚き運転を実行する機能を備えている。なお、ここでいう追い焚き運転とは、熱交換器１８において貯湯タンク５内に貯えた高温の水又はヒートポンプユニット２６において加熱された高温の水と浴槽水との間の熱交換を行い、浴槽水の加熱を行う運転である。この追い焚き運転時には、三方弁３３は、ｂポートとｃポートとが連通しａポートが閉状態となるように制御される。これにより、追い焚き戻り配管３２とヒートポンプ往き配管２７とが連通するとともに、水導出配管３４側を閉状態として貯湯タンク５のタンク水導出口４ｄからの流路が遮断される。また、四方弁２９は、ｂポートとａポートとが連通しｃポートとｄポートとが閉状態となるように制御される。これにより、第二バイパス配管３６とタンク追い焚き戻り配管３７とが連通するとともに、ヒートポンプ戻り配管２８側と送湯配管３０側とが閉状態となる。
【００３２】
追い焚き運転は、上記のように三方弁３３および四方弁２９が制御された状態で、熱源ポンプ４０とふろ循環ポンプ２２の運転を開始することにより実行される。なお、この追い焚き運転状態では、ヒートポンプユニット２６の運転が停止されている。その結果、貯湯タンク５の追い焚き往き配管口４ｃから流出する高温の水は、追い焚き往き配管３１を経由して熱交換器１８に導かれ、浴槽水との間で熱交換が行われる。熱交換により低温となった低温水は、追い焚き戻り配管３２、三方弁３３、ヒートポンプ往き配管２７、熱源ポンプ４０、第二バイパス配管３６、四方弁２９およびタンク追い焚き戻り配管３７を経由して、タンク追い焚き戻り口４ｅから貯湯タンク５に戻される。一方、浴槽２４側の経路では、ふろ循環ポンプ２２を運転することで、浴槽２４に張られた湯水がふろ循環回路３５内を循環する。その結果、熱交換器１８の１次側を流れる高温水の熱が、熱交換器１８の２次側を流れる湯水に伝達し、浴槽２４内に張られた湯水が温められる。
【００３３】
次に、実施の形態１の貯湯式給湯機１００の特徴的動作について説明する。実施の形態１の貯湯式給湯機１００は、その特徴的な動作として第二湯はり流路を利用した第二湯はり運転を実行する。ここでは、先ず、第二湯はり運転の比較例としての第一湯はり運転の具体的処理について説明する。
【００３４】
図７は、実施の形態１の貯湯式給湯機において、第一湯はり運転を行う場合に実行されるルーチンのフローチャートである。なお、図７に示すルーチンは、目標湯温及び目標湯量を設定した湯はり要求が使用者から出された場合に制御装置５０によって実行されるルーチンである。図７に示すルーチンが開始されると、先ずステップＳ１において第一ふろ電磁弁１４が開かれる。また、ステップＳ１では、浴槽２４へ給湯される湯の温度が目標温度となるように混合弁９が調整される。これにより、目標湯温の湯が浴槽２４へ給湯される。そして、第一流量センサ１５によって検出される流量の積算値が目標湯量に到達した場合に、次のステップＳ２に移行して、第一ふろ電磁弁１４が閉じられる。
【００３５】
次のステップＳ３では、ふろ循環ポンプ２２がＯＮとされる。次のステップＳ４では、循環センサ２０の検出値が６０秒連続でＯＮか否かが判定される。その結果、判定の成立が認められた場合には、ステップＳ５に移行して浴槽水が有ると判定される。一方、上記ステップＳ４の判定の成立が認められない場合には、ステップＳ１０に移行する。ステップＳ１０では、循環センサ２０の検出値が１０秒連続でＯＦＦか否かが判定される。その結果、判定の成立が認められない場合には、浴槽水が有る可能性があると判断されて、再びステップＳ４の処理へと戻る。一方、上記ステップＳ１０の判定が認められた場合には、次のステップＳ１１に移行して浴槽水が無いと判定される。ステップＳ１１において浴槽水無が判定されると、ステップＳ１に戻り、再度湯はり運転が行われる。
【００３６】
ステップＳ５にて浴槽水有りが判定されると、次にステップＳ６へと移行する。ステップＳ６では、ふろ往き温度サーミスタ１７によって検出される浴槽水の湯温が目標湯温に達しているか否かが判定される。その結果、判定の成立が認められた場合には、湯はりが完了したと判断されて、次のステップＳ７に移行する。ステップＳ７では、ふろ循環ポンプ２２がＯＦＦとされて、本ルーチンは終了される。
【００３７】
一方、上記ステップＳ６の判定の成立が認められない場合には、ステップＳ８に移行する。ステップＳ８では、追い焚き運転が行われる。追い焚き運転では、具体的には、三方弁３３のｂポートとｃポートとが連通しａポートが閉状態となるように制御される。また、四方弁２９のｂポートとａポートとが連通しｃポートとｄポートとが閉状態となるように制御される。そして、熱源ポンプ４０とふろ循環ポンプ２２がＯＮとされる。そして、ふろ戻り温度サーミスタ２３によって検出される浴槽水の温度が目標湯温に到達した場合に次のステップＳ９に移行する。ステップＳ９では、熱源ポンプ４０とふろ循環ポンプ２２がＯＦＦとされて追い焚き運転が終了される。追い焚き運転が終了されると、再びステップＳ６に移行する。
【００３８】
以上説明した第一湯はり運転によれば、使用者が設定した目標湯温及び目標湯量の湯はりを実現することができる。しかしながら、上記第一湯はり運転では、減圧弁２を通過して減圧された湯のみが浴槽２４へ供給される。このため、湯はりに時間を要するという課題がある。第二湯はり運転は、このような課題を解決するための運転である。以下、第二湯はり運転の具体的処理について説明する。
【００３９】
図８は、実施の形態１の貯湯式給湯機において、第二湯はり運転を行う場合に実行されるルーチンのフローチャートである。なお、図８に示すルーチンは、目標湯温（例えば４２℃）及び目標湯量（例えば２００Ｌ）を設定した湯はり要求が使用者から出された場合に制御装置５０によって実行されるルーチンである。図８に示すルーチンが開始されると、先ず、ステップＳ１３において第一ふろ電磁弁１４及び第二ふろ電磁弁１１を開く第二湯はり運転が行なわれる。この際、混合弁９は、タンク上部配管８を流れる高温の湯（例えば８０℃）のみを給湯配管１０に流すように調整してもよいし、安全上の観点から定めた上限温度（例えば６０℃）になるように調整してもよい。これにより、第一湯はり流路には貯湯タンク５内の湯が流れるとともに、第二湯はり流路には減圧弁を経由しない水源の水が流れる。ステップＳ１３では、上部残湯温度サーミスタ７及び第一流量センサ１５で検出された第一湯はり流路の湯温（例えば８０℃）及び流量（例えば毎分１０Ｌ）と、給水温度サーミスタ３９及び第二流量センサ１３で検出された第二湯はり流路の湯温（例えば１０℃）及び流量（例えば毎分２０Ｌ）とが算出される。そして、これらの計算結果に基づいて、浴槽２４に供給される湯温（例えば３３℃）及び湯量（例えば１６２Ｌ）が推定される。
【００４０】
次のステップＳ１４では、浴槽２４に供給される湯量が目標湯量となる前の任意のタイミングで第一ふろ電磁弁１４及び第二ふろ電磁弁１１が一旦閉じられる。ステップＳ１４の処理が実行されると、次にステップＳ３へと移行する。ステップＳ３、ステップＳ４、ステップＳ５、ステップＳ１０、及びステップＳ１１では、図７のルーチンと同様の浴槽水の有無の判定が行われる。ステップＳ５において浴槽水が有ると判定されると、次にステップＳ６に移行する。
【００４１】
ステップＳ６では、ふろ往き温度サーミスタ１７によって検出される浴槽水の湯温が目標湯温に達しているか否かが判定される。その結果、判定の成立が認められた場合には、現状張られた浴槽水の湯温を更に上げる必要はないと判断することができる。この場合、次のステップＳ７に移行して、ふろ循環ポンプ２２が停止される。次にステップＳ１５に移行して、第一ふろ電磁弁１４及び第二ふろ電磁弁１１を開く第二湯はり運転が行なわれる。ここでは、現状の浴槽２４内の湯温（例えば４３℃）及び湯量（例えば１６２Ｌ）に基づいて、浴槽２４内が目標湯温及び目標湯量となるための必要湯量（例えば３８Ｌ）及び必要湯温（例えば４１℃）が算出される。第二湯はり運転では、算出された必要湯温となるように混合弁９を調整する。そして、浴槽２４内が必要湯量となった場合に次のステップＳ１６に移行する。ステップＳ１６では、第一ふろ電磁弁１４及び第二ふろ電磁弁１１が閉じられて、本ルーチンは終了される。
【００４２】
一方、上記ステップＳ６において、判定の成立が認められない場合には、現状張られた浴槽水の湯温を更に上げる必要はあると判断することができる。この場合、次のステップＳ１７に移行して、ふろ循環ポンプ２２が停止される。次にステップＳ１８に移行して、第一ふろ電磁弁１４のみを開く第一湯はり運転が行なわれる。ここでは、現状の浴槽２４内の湯温（例えば３３℃）及び湯量（例えば１６２Ｌ）に基づいて、浴槽２４内が目標湯温及び目標湯量となるための必要湯量（例えば３８Ｌ）及び必要湯温（例えば８０℃）が算出される。第一湯はり運転では、算出された必要湯温となるように混合弁９を調整する。そして、浴槽２４内が必要湯量となった場合に次のステップＳ１９に移行する。ステップＳ１９では、第一ふろ電磁弁１４が閉じられて、本ルーチンが終了される。
【００４３】
このように、図８に示す湯はり運転によれば、第二湯はり運転によって湯はりに要する時間を短縮することができる。また、浴槽水の湯温が目標湯温よりも低いことが途中で判明した場合には、第一湯はり運転に切り替えて第二湯はり運転よりも高温の湯はりが行なわれる。これにより、目標湯温を実現しつつ湯はりに要する時間を短縮することができる。
【００４４】
ところで、第二湯はり運転では、第一湯はり流路を介して供給される高温の水に加えて、減圧弁２を経由していない水源の水が第二湯はり流路を介して供給される。このため、貯湯タンク５のタンク上部配管口４ｂから出湯される湯の湯温によっては、浴槽２４に給湯される湯の温度を目標湯温よりも高くできない状況も想定される。そこで、上述した実施の形態１の貯湯式給湯機１００では、貯湯タンク５内の湯の湯温に基づいて、第二湯はり運転の実行可否を判定することとしてもよい。このような構成によれば、浴槽２４内の湯温が目標温度に到達しない事態を防ぐことが可能となる。このことは、後述する実施の形態２の装置についても同様である。
【００４５】
また、上述した実施の形態１の貯湯式給湯機１００は、以下のように変形した構成を採用してもよい。図９は、実施の形態１の貯湯式給湯機の構成の変形例を示す図である。図９に示す貯湯式給湯機１００は、バイパス配管１２に流量調整弁４１を備えている点を除き、図１に示す貯湯式給湯機１００と同様の構成を備えている。
【００４６】
図９に示す貯湯式給湯機１００によれば、第二湯はり運転において流量調整弁４１を調整することにより、第二湯はり流路を流れる水の流量を調整することができる。これにより、浴槽２４へ供給される湯の温度を制御することが可能となる。このことは、後述する実施の形態２の装置についても同様である。
【００４７】
また、図１０は、実施の形態１の貯湯式給湯機の構成の他の変形例を示す図である。図１０に示す貯湯式給湯機１００は、バイパス配管１２とふろ往き配管１６との接続部に、第一湯はり流路と第二湯はり流路の流量比を調整するための第二混合弁４２を備えている点を除き、図１に示す貯湯式給湯機１００と同様の構成を備えている。
【００４８】
図１０に示す貯湯式給湯機１００によれば、第二湯はり運転において第二混合弁４２を調整することにより、第二湯はり流路を流れる水と第一湯はり流路を流れる水の流量比を調整することができる。これにより、浴槽２４へ供給される湯の温度を制御することが可能となる。このことは、後述する実施の形態２の装置についても同様である。
【００４９】
実施の形態２．
実施の形態２では、第二湯はり運転を利用した湯はり運転の変形例として、第二湯はり運転に追い焚き運転を組み合わせた湯はり運転を行う貯湯式給湯機について説明する。
【００５０】
図１１は、実施の形態２の貯湯式給湯機において、第二湯はり運転を行う場合に実行されるルーチンのフローチャートである。なお、図１１に示すルーチンは、目標湯温（例えば４２℃）及び目標湯量（例えば２００Ｌ）を設定した湯はり要求が使用者から出された場合に制御装置５０によって実行されるルーチンである。図１１に示すルーチンが開始されると、先ず、ステップＳ１３において第一ふろ電磁弁１４及び第二ふろ電磁弁１１を開く第二湯はり運転が行なわれる。ここでは、具体的には上述したステップＳ１３と同様の処理が実行される。
【００５１】
次のステップＳ２０では、浴槽２４に供給される湯量が目標湯量に到達したタイミングで第一ふろ電磁弁１４及び第二ふろ電磁弁１１が閉じられる。ステップＳ２０の処理が実行されると、次にステップＳ３へと移行する。ステップＳ３、ステップＳ４、ステップＳ５、ステップＳ１０、及びステップＳ１１では、図７のルーチンと同様の浴槽水の有無の判定が行われる。ステップＳ５において浴槽水が有ると判定されると、次にステップＳ６に移行する。
【００５２】
ステップＳ６では、ふろ往き温度サーミスタ１７によって検出される浴槽水の湯温が目標湯温に達しているか否かが判定される。その結果、判定の成立が認められた場合には、現状張られた浴槽水の湯温を更に上げる必要はないと判断することができる。この場合、次のステップＳ７に移行して、ふろ循環ポンプ２２が停止され、本ルーチンは終了される。
【００５３】
一方、上記ステップＳ６において、判定の成立が認められない場合には、現状張られた浴槽水の湯温を更に上げる必要はあると判断することができる。この場合、次のステップＳ８に移行して、追い焚き運転が行われる。そして、ふろ戻り温度サーミスタ２３によって検出される浴槽水の温度が目標湯温に到達した場合に次のステップＳ９に移行して、追い焚き運転が終了される。追い焚き運転が終了されると、再びステップＳ６に移行する。
【００５４】
このように、図１１に示す湯はり運転によれば、第二湯はり運転を利用することによって湯はりに要する時間を短縮することができる。また、浴槽水の湯温が目標湯温よりも低い場合には、追い焚き運転が行なわれるので、目標湯温を実現しつつ湯はりに要する時間を短縮することができる。
【００５５】
ところで、第二湯はり流路から浴槽２４へ供給される湯の湯温と目標湯温との差が大きい場合には、その後の追い焚き運転に長時間を要することとなり、速やかな湯はりができないおそれがある。そこで、上述した第二湯はり運転では、目標湯温と浴槽２４へ供給される湯の湯温との差が予め定められた閾値よりも大きい場合に、第二湯はり運転の実行を制限することとしてもよい。これにより、湯はりに要する時間が長期化することを防ぐことが可能となる。
【００５６】
実施の形態３．
実施の形態３では、第二湯はり流路を利用した湯はり運転の他の例として、第三湯はり運転を行う貯湯式給湯機について説明する。
【００５７】
図１２は、実施の形態３の貯湯式給湯機において、第三湯はり運転を行う場合に実行されるルーチンのフローチャートである。なお、図１２に示すルーチンは、目標湯温（例えば４２℃）及び目標湯量（例えば２００Ｌ）を設定した湯はり要求が使用者から出された場合に制御装置５０によって実行されるルーチンである。図１２に示すルーチンが開始されると、先ず、ステップＳ３０において第三湯はり運転が開始される。ここでは、具体的には、第二ふろ電磁弁１１を開くとともに、熱源ポンプ４０がＯＮとされる。また、三方弁３３は、ｂポートとｃポートとが連通しａポートが閉状態となるように制御される。また、四方弁２９は、ｂポートとａポートとが連通しｃポートとｄポートとが閉状態となるように制御される。
【００５８】
次のステップＳ３１では、浴槽２４に供給される湯量が目標湯量に到達したタイミングで第三湯はり運転が終了される。ここでは、具体的には、第二ふろ電磁弁１１を閉じるとともに、熱源ポンプ４０がＯＦＦとされる。
【００５９】
ステップＳ３１の処理が実行されると、次にステップＳ３へと移行する。ステップＳ３、ステップＳ４、ステップＳ５、ステップＳ１０、及びステップＳ１１では、図７のルーチンと同様の浴槽水の有無の判定が行われる。ステップＳ５において浴槽水が有ると判定されると、次にステップＳ６に移行する。
【００６０】
ステップＳ６では、ふろ往き温度サーミスタ１７によって検出される浴槽水の湯温が目標湯温に達しているか否かが判定される。その結果、判定の成立が認められた場合には、現状張られた浴槽水の湯温を更に上げる必要はないと判断することができる。この場合、次のステップＳ７に移行して、ふろ循環ポンプ２２が停止され、本ルーチンは終了される。
【００６１】
一方、上記ステップＳ６において、判定の成立が認められない場合には、現状張られた浴槽水の湯温を更に上げる必要はあると判断することができる。この場合、次のステップＳ８に移行して、追い焚き運転が行われる。そして、ふろ戻り温度サーミスタ２３によって検出される浴槽水の温度が目標湯温に到達した場合に次のステップＳ９に移行して、追い焚き運転が終了される。追い焚き運転が終了されると、再びステップＳ６に移行する。
【００６２】
このように、図１２に示す湯はり運転によれば、第三湯はり運転を利用することによって湯はりに要する時間を短縮することができる。また、浴槽水の湯温が目標湯温よりも低い場合には、追い焚き運転が行なわれるので、目標湯温を実現しつつ湯はりに要する時間を短縮することができる。
【００６３】
ところで、水源の水温と目標湯温との差が大きい場合には、その後の追い焚き運転に長時間を要することとなり、速やかな湯はりができないおそれがある。そこで、上述した第三湯はり運転では、目標湯温と水源の水温との差が予め定められた閾値よりも大きい場合に、第三湯はり運転の実行を制限することとしてもよい。これにより、湯はりに要する時間が長期化することを防ぐことが可能となる。
【符号の説明】
【００６４】
２  減圧弁、  ３  給水管路、  ３ａ  第一給水配管、  ３ｂ  第二給水配管、  ３ｃ  第三給水配管、  ４ａ  タンク給水配管口、  ４ｂ  タンク上部配管口、  ４ｃ  追い焚き往き配管口、  ４ｄ  タンク水導出口、  ４ｅ  タンク追い焚き戻り口、  ５  貯湯タンク、  ６  下部残湯温度サーミスタ、  ７  上部残湯温度サーミスタ、  ８  タンク上部配管、  ９  混合弁、  １０  給湯配管、  １１  第二ふろ電磁弁、  １２  バイパス配管、  １３  第二流量センサ、  １４  第一ふろ電磁弁、  １５  第一流量センサ、  １６  ふろ往き配管、  １７  ふろ往き温度サーミスタ、  １８  熱交換器、  １９  ふろ戻り配管、  ２０  循環センサ、  ２１  水位センサ、  ２２  ふろ循環ポンプ、  ２３  ふろ戻り温度サーミスタ、  ２４  浴槽、  ２５  タンクユニット、  ２６  ヒートポンプユニット、  ２７  ヒートポンプ往き配管、  ２８  ヒートポンプ戻り配管、  ２９  四方弁、  ３０  送湯配管、  ３１  追い焚き往き配管、  ３２  追い焚き戻り配管、  ３３  三方弁、  ３４  水導出配管、  ３５  ふろ循環回路、  ３６  第二バイパス配管、  ３７  タンク追い焚き戻り配管、  ３９  給水温度サーミスタ、  ４０  熱源ポンプ、  ４１  流量調整弁、  ４２  第二混合弁、  ５０  制御装置、  １００  貯湯式給湯機
【図１】
2018112338.tif 000003
【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
2018112338.tif 000011
【図１０】
2018112338.tif 000012
【図１１】
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【図１２】
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