(57)【要約】【課題】エネルギー効率の高い給湯装置を提供すること。【解決手段】給湯装置が、貯湯タンク（１０）と、沸き上げ回路（Ｃ１）と、循環ポンプ（Ｐ１）と、ヒートポンプユニット（２）と、沸き上げ熱交換部（２ａ）の下流側の部分と貯湯タンク１０の下部とに接続されたバイパス回路（Ｌ７）と、第１循環経路（Ｒ１）と第２循環経路（Ｒ２）とを切り換える切換部（Ｖ３）と、熱回収運転を行う熱回収運転制御部（１００ａ）と、熱回収運転の開始から経過した時間を計測する計測部（１００ｂ）と、沸き上げ回路（Ｃ１）のヒートポンプユニット（２）と貯湯タンク（１０）の上部とに接続された配管の長さに基づいて熱回収時間を算出する熱回収時間算出部（１００ｃ）と、を有する。熱回収運転制御部（１００ａ）が、計測部（１００ｂ）により計測された時間が熱回収時間に到達した場合に、循環経路を第１循環経路（Ｒ１）から第２循環経路（Ｒ２）に切り換えて、上記熱回収運転を終了させる。【選択図】図１
2018091523.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
貯湯タンク（１０）と、
上記貯湯タンクの下部から沸き上げ熱交換部（２ａ）を通って上記貯湯タンク（１０）の上部に接続された沸き上げ回路（Ｃ１）と、
上記貯湯タンク（１０）内の湯水を上記沸き上げ回路（Ｃ１）を介して循環させる循環ポンプ（Ｐ１）と、
上記貯湯タンク（１０）内の湯水を上記沸き上げ熱交換部（２ａ）により沸き上げるヒートポンプユニット（２）と、
上記沸き上げ熱交換部（２ａ）の下流側の部分と上記貯湯タンク１０の下部とに接続されたバイパス回路（Ｌ７）と、
上記沸き上げ回路（Ｃ１）を介した上記貯湯タンク（１０）内の湯水の第１循環経路（Ｒ１）と上記沸き上げ回路（Ｃ１）の一部（Ｌ１，Ｖ１，Ｌ２，Ｖ２，Ｌ３，Ｌ４）および上記バイパス回路（Ｌ７）を介した上記貯湯タンク（１０）内の湯水の第２循環経路（Ｒ２）とを切り換える切換部（Ｖ３）と、
上記循環ポンプ（Ｐ１）、上記ヒートポンプユニット（２）、および、上記切換部（Ｖ３）を制御して、上記第１循環経路（Ｒ１）を介して上記貯湯タンク（１０）内の湯水を循環させつつ上記貯湯タンク（１０）内の湯水を上記沸き上げ熱交換部（２ａ）により沸き上げる沸き上げ運転を行う制御装置（１００）と、
を備え、
上記制御装置（１００）が、
上記沸き上げ運転の終了後、上記ヒートポンプユニット（２）を停止させた状態で上記循環ポンプ（Ｐ１）を駆動させて、上記沸き上げ運転終了時に上記沸き上げ回路（Ｃ１）内の上記沸き上げ熱交換部（２ａ）の下流にある湯水を上記第１循環経路（Ｒ１）を介して上記貯湯タンク（１０）内の上部に戻す熱回収運転を行う熱回収運転制御部（１００ａ）と、
上記熱回収運転の開始から経過した時間を計測する計測部（１００ｂ）と、
上記沸き上げ回路（Ｃ１）の上記ヒートポンプユニット（２）と上記貯湯タンク（１０）の上部とに接続された配管の長さに基づいて、上記沸き上げ運転終了時に上記沸き上げ回路（Ｃ１）内の上記沸き上げ熱交換部（２ａ）の下流にある湯水が、上記循環ポンプ（Ｐ１）の駆動により上記第１循環経路（Ｒ１）を介して上記貯湯タンク（１０）内の上部に戻される熱回収時間を算出する熱回収時間算出部（１００ｃ）と、
を有し、
上記熱回収運転制御部（１００ａ）が、上記計測部（１００ｂ）により計測された時間が上記熱回収時間算出部（１００ｃ）により算出された上記熱回収時間に到達した場合に、上記貯湯タンク（１０）内の湯水の循環経路を上記第１循環経路（Ｒ１）から上記第２循環経路（Ｒ２）に切り換えて、上記熱回収運転を終了させる、給湯装置。
【請求項２】
請求項１に記載の給湯装置において、
上記熱回収運転制御部（１００ａ）が、上記沸き上げ運転の終了後に、上記ヒートポンプユニット（２）を停止させた状態で上記循環ポンプ（Ｐ１）を作動させて、上記ヒートポンプユニット（２）の上流側の圧力と上記ヒートポンプユニット（２）の下流側の圧力とを均しくする均圧運転を行うと共に、
上記計測部（１００ｂ）が、上記均圧運転の開始から経過した時間を計測し、
上記熱回収運転制御部（１００ａ）が、上記計測部（１００ｂ）により計測された時間が上記ヒートポンプユニット（２）の上流側の圧力と上記ヒートポンプユニット（２）の下流側の圧力とが均しくなる均圧時間に到達した場合に、上記循環ポンプ（Ｐ１）を停止させて上記均圧運転を終了させる、給湯装置。
【請求項３】
請求項１または２に記載の給湯装置において、
上記熱回収時間算出部が、上記沸き上げ回路（Ｃ１）の上記ヒートポンプユニット（２）と上記貯湯タンク（１０）の上部とに接続された配管の最短の長さに基づいて、上記沸き上げ運転終了時に上記沸き上げ回路（Ｃ１）内の上記沸き上げ熱交換部（２ａ）の下流にある湯水が上記第１循環経路（Ｒ１）を介して上記貯湯タンク（１０）内の上部に戻る熱回収時間を算出する、給湯装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、給湯装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、圧縮機および熱交換器を有するヒートポンプユニットと、貯湯タンクと、熱交換器および循環ポンプを有する給湯回路と、給湯回路の熱交換器から出湯する湯水の温度を検出する第１出湯温度センサとを備えた給湯装置が開示されている。この給湯装置では、沸き上げ運転の終了時に、圧縮機の停止後も循環ポンプの駆動を継続して、温度センサにより検出された温度が所定温度よりも低くなったときに循環ポンプの駆動を停止させている。
【０００３】
また、上記給湯装置では、貯湯タンクの下部から熱交換器を介して貯湯タンクの上部に接続された給湯回路に熱交換器の下流側の部分および貯湯タンクの下部に接続されたバイパス回路と、給湯回路およびバイパス回路を切り換える三方弁とが設けられている。そして、三方弁の直前に第２出湯温度センサを設け、沸き上げ運転中は第１出湯温度センサに基づいて三方弁の切り換えを行い、沸き上げ終了近くになると第２出湯温度センサに基づいて三方弁の切り換えを行うことにより、貯湯タンクとヒートポンプユニットとを接続する配管内の高温水を回収している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１０−２６６１３５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、上記給湯装置では、出湯温度センサを２つ設け、沸き上げ運転の進行状況に応じて、いずれか一方の出湯温度センサから検出された出湯温度に基づいて三方弁を制御するため、給湯装置の構成および制御が複雑化して、エネルギー効率の低下を招くおそれがある。
【０００６】
そこで、本発明は、エネルギー効率の高い給湯装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決すべく、本発明の給湯装置は、
貯湯タンクと、
上記貯湯タンクの下部から沸き上げ熱交換部を通って上記貯湯タンクの上部に接続された沸き上げ回路と、
上記貯湯タンク内の湯水を上記沸き上げ回路を介して循環させる循環ポンプと、
上記貯湯タンク内の湯水を上記沸き上げ熱交換部により沸き上げるヒートポンプユニットと、
上記沸き上げ熱交換部の下流側の部分と上記貯湯タンク１０の下部とに接続されたバイパス回路と、
上記沸き上げ回路を介した上記貯湯タンク内の湯水の第１循環経路と上記沸き上げ回路の一部および上記バイパス回路を介した上記貯湯タンク内の湯水の第２循環経路とを切り換える切換部と、
上記循環ポンプ、上記ヒートポンプユニット、および、上記切換部を制御して、上記第１循環経路を介して上記貯湯タンク内の湯水を循環させつつ、上記貯湯タンク内の湯水を上記沸き上げ熱交換部により沸き上げる沸き上げ運転を行う制御装置と、
を備え、
上記制御装置が、
上記沸き上げ運転の終了後、上記ヒートポンプユニットを停止させた状態で上記循環ポンプを駆動させて、上記沸き上げ運転終了時に上記沸き上げ回路内の上記沸き上げ熱交換部の下流にある湯水を上記第１循環経路を介して上記貯湯タンク内の上部に戻す熱回収運転を行う熱回収運転制御部と、
上記熱回収運転の開始から経過した時間を計測する計測部と、
上記沸き上げ回路の上記ヒートポンプユニットと上記貯湯タンクの上部とに接続された配管の長さに基づいて、上記沸き上げ運転終了時に上記沸き上げ回路内の上記沸き上げ熱交換部の下流にある湯水が、上記循環ポンプの駆動により上記第１循環経路を介して上記貯湯タンク内の上部に戻される熱回収時間を算出する熱回収時間算出部と、
を有し、
上記熱回収運転制御部が、上記計測部により計測された時間が上記熱回収時間算出部により算出された上記熱回収時間に到達した場合に、上記貯湯タンク内の湯水の循環経路を上記第１循環経路から上記第２循環経路に切り換えて、上記熱回収運転を終了させる。
【０００８】
上記構成によれば、熱回収運転が、その開始から経過した時間が、沸き上げ回路のヒートポンプユニットと貯湯タンクの上部とに接続された配管の長さに基づいて算出された熱回収時間に到達するまで行われる。これにより、簡単な構成で、沸き上げ運転終了時に沸き上げ回路内の残る高温の湯水を有効に利用することができ、エネルギー効率を高めることができる。また、沸き上げ運転終了時に沸き上げ回路内に残る高温の湯水が貯湯タンク内の下部に供給されることによるＣＯＰ（成績係数）の低下を防ぐことができる。
【０００９】
また、一実施形態の給湯装置では、
上記熱回収運転制御部が、上記沸き上げ運転の終了後に、上記ヒートポンプユニットを停止させた状態で上記循環ポンプを作動させて、上記ヒートポンプユニットの上流側の圧力と上記ヒートポンプユニットの下流側の圧力とを均しくする均圧運転を行うと共に、
上記計測部が、上記均圧運転の開始から経過した時間を計測し、
上記熱回収運転制御部が、上記計測部により計測された時間が上記ヒートポンプユニットの上流側の圧力と上記ヒートポンプユニットの下流側の圧力とが均しくなる均圧時間に到達した場合に、上記循環ポンプを停止させて上記均圧運転を終了させる。
【００１０】
上記実施形態によれば、熱回収運転と同時に均圧運転を行うことができる。これにより、エネルギーを効率的に使用できる。
【００１１】
また、一実施形態の給湯装置では、
上記熱回収時間算出部が、上記沸き上げ回路の上記ヒートポンプユニットと上記貯湯タンクの上部とに接続された配管の最短の長さに基づいて、上記沸き上げ運転終了時に上記沸き上げ回路内の上記沸き上げ熱交換部の下流にある湯水が上記第１循環経路を介して上記貯湯タンク内の上部に戻る熱回収時間を算出する。
【００１２】
上記実施形態によれば、熱回収時間が、沸き上げ回路のヒートポンプユニットと貯湯タンクの上部とに接続された配管の最短の長さに基づいて算出される。これにより、沸き上げ運転時に沸き上げられていない低温の湯水が、貯湯タンク内の上部に戻されるのを防ぐことができる。その結果、例えば、湯切れなどの貯湯タンク内の上部の湯の温度が低くなることにより発生する不具合を回避できる。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、エネルギー効率の高い給湯装置を実現できる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の一実施形態の給湯装置の配管系統図。
【図２】図１の給湯装置の沸き上げ運転時の湯水の流れを説明するための配管系統図。
【図３】図１の給湯装置の貯湯タンク内の湯水の第１循環経路を説明するための図。
【図４】図１の給湯装置の貯湯タンク内の湯水の第２循環経路を説明するための図。
【図５】図１の給湯装置の湯張り運転時の湯水の流れを説明するための配管系統図。
【図６】図１の給湯装置の追い焚き運転時の湯水の流れを説明するための配管系統図。
【図７】図１の給湯装置の風呂冷却運転時の湯水の流れを説明するための配管系統図。
【図８】図１の給湯装置の給湯運転時の湯水の流れを説明するための配管系統図。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明の一実施形態を添付図面に従って説明する。なお、以下の説明では、必要に応じて特定の方向あるいは位置を示す用語（例えば、「上」、「下」、「右」、「左」を含む用語）を用いるが、それらの用語の使用は図面を参照した発明の理解を容易にするためであって、それらの用語の意味によって本発明の技術的範囲が限定されるものではない。また、以下の説明は、本質的に例示に過ぎず、本発明、その適用物、あるいは、その用途を制限することを意図するものではない。さらに、図面は模式的なものであり、各寸法の比率等は現実のものとは必ずしも合致していない。
【００１６】
図１は、本発明の一実施形態の給湯装置の配管系統図を示している。
【００１７】
図１に示すように、この給湯装置は、貯湯タンク１０を有する貯湯ユニット１と、上記貯湯ユニット１の貯湯タンク１０内の水を沸き上げるためのヒートポンプユニット２とを備えている。この貯湯ユニット１には、沸き上げ回路Ｃ１（図２に示す）と、循環ポンプの一例の沸き上げ循環ポンプＰ１とが設けられている。
【００１８】
＜沸き上げ回路Ｃ１＞
上記貯湯タンク１０の下部に配管Ｌ１の一端を接続し、配管Ｌ１の他端をポンプ入水弁Ｖ１の一方の入力側に接続している。また、ポンプ入水弁Ｖ１の出力側に配管Ｌ２の一端を接続し、配管Ｌ２の他端をバイパス弁Ｖ２の入力側に接続している。この配管Ｌ２に沸き上げ循環ポンプＰ１を配設している。また、バイパス弁Ｖ２の一方の出力側に配管Ｌ３を介してヒートポンプユニット２の沸き上げ熱交換部２ａの一端に接続している。
【００１９】
上記ヒートポンプユニット２の沸き上げ熱交換部２ａの他端を配管Ｌ４の一端に接続し、配管Ｌ４の他端を沸き上げ三方弁Ｖ３の入力側に接続している。また、バイパス弁Ｖ２の他方の出力側に配管Ｌ６の一端を接続し、配管Ｌ６の他端を配管Ｌ４の沸き上げ三方弁Ｖ３側に接続している。
【００２０】
また、上記沸き上げ三方弁Ｖ３の一方の出力側に配管Ｌ５の一端を接続し、配管Ｌ５の他端を貯湯タンク１０の上部に接続している。一方、沸き上げ三方弁Ｖ３の他方の出力側にバイパス回路を構成する配管Ｌ７の一端を接続し、配管Ｌ７の他端を貯湯タンク１０の下部に接続している。すなわち、バイパス回路は、沸き上げ熱交換部２ａの下流側の部分と貯湯タンク１０の下部とに接続されている。
【００２１】
上記配管Ｌ１〜Ｌ５とポンプ入水弁Ｖ１と沸き上げ循環ポンプＰ１とバイパス弁Ｖ２と沸き上げ三方弁Ｖ３で、貯湯タンク１０とヒートポンプユニット２との間の沸き上げ回路Ｃ１を構成している。
【００２２】
なお、図１では、ポンプ入水弁Ｖ１は、配管Ｌ２と配管Ｌ１１が連通した状態を示し、バイパス弁Ｖ２は、配管Ｌ２と配管Ｌ３が連通した状態を示し、沸き上げ三方弁Ｖ３は、配管Ｌ４と配管Ｌ７が連通した状態を示している。
【００２３】
この配管Ｌ１のポンプ入水弁Ｖ１よりも貯湯タンク１０側に排水用二方弁２７を配設している。通常、排水用二方弁２７は閉じており、メンテナンスなどにより貯湯タンク１０内の水を排水するとき、排水用二方弁２７を開いて、貯湯タンク１０の下部と排水口とを連通させる。
【００２４】
なお、貯湯タンク１０内の湯水は、上記沸き上げ循環ポンプＰ１により、配管Ｌ１,ポンプ入水弁Ｖ１,配管Ｌ２,バイパス弁Ｖ２,配管Ｌ３,ヒートポンプユニット２の沸き上げ熱交換部２ａ,配管Ｌ４,沸き上げ三方弁Ｖ３および配管Ｌ５(またはＬ７)を介して循環可能になっている。
【００２５】
すなわち、上記給湯装置には、図３および図４に示すように、沸き上げ回路Ｃ１を通る貯湯タンク１０内の湯水の循環経路として、沸き上げ回路Ｃ１を介した第１循環経路Ｒ１と、沸き上げ回路Ｃ１の一部（配管Ｌ１,ポンプ入水弁Ｖ１,配管Ｌ２,バイパス弁Ｖ２,配管Ｌ３,配管Ｌ４,沸き上げ三方弁Ｖ３）およびバイパス回路（配管Ｌ７）を介した第２循環経路Ｒ２とが設けられている。また、第１循環経路Ｒ１および第２循環経路Ｒ２は、切換部の一例の沸き上げ三方弁Ｖ３により、切り換えられ可能になっている。
【００２６】
＜風呂給湯回路＞
次に、上記貯湯タンク１０の下部に配管Ｌ１１を介して外部の給水口を接続している。この配管Ｌ１１に、ストレーナ１１と、給水管側から貯湯タンク１０側への流れのみを許容する逆止弁１２と、減圧弁Ｖ１０とを上流側から順に配設している。
【００２７】
また、上記貯湯タンク１０の上部に配管Ｌ２１の一端を接続し、配管Ｌ２１の他端を湯張り混合弁Ｖ４の一方の入力側に接続している。上記配管Ｌ２１の湯張り混合弁Ｖ４近傍に、貯湯タンク１０側から湯張り混合弁Ｖ４側への流れのみを許容する逆止弁２１を配設している。
【００２８】
上記湯張り混合弁Ｖ４の他方の入力側に、分岐配管Ｌ１２の一端を接続し、その分岐配管Ｌ１２の他端を、配管Ｌ１１の減圧弁Ｖ１０の上流側に接続している。この分岐配管Ｌ１２の湯張り混合弁Ｖ４近傍に、給水口側から湯張り混合弁Ｖ４への流れのみを許容する逆止弁２２を配設している。
【００２９】
また、上記湯張り混合弁Ｖ４の出力側に配管Ｌ２２の一端を接続し、配管Ｌ２２の他端を、浴槽３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Ｌ２２には、湯張り混合弁Ｖ４側から順に、湯張り電磁弁Ｖ６と、湯張り混合弁Ｖ４側から浴槽３への流れのみを許容する逆止弁５と、水量センサ６と、湯張り混合弁Ｖ４側から浴槽３への流れのみを許容する逆止弁７を配設している。
【００３０】
上記配管Ｌ２２の逆止弁５と水量センサ６との間に、排水弁Ｖ７が配設された排水配管Ｌ４２の一端を接続している。また、配管Ｌ２１の貯湯タンク１０近傍に、逃がし弁２８が配設された排水配管４１の一端を接続している。
【００３１】
上記湯張り電磁弁Ｖ６と逆止弁５と水量センサ６と逆止弁７で複合水弁３０を構成している。
【００３２】
上記配管Ｌ２１,湯張り混合弁Ｖ４,配管Ｌ２２,複合水弁３０で、貯湯タンク１０と浴槽３との間の風呂給湯回路を構成している。
【００３３】
＜風呂循環回路＞
上記接続アダプタ９の吸水口９ｂに配管Ｌ２４の一端を接続し、配管Ｌ２４の他端を追い焚き熱交換部２０の２次側の入力に接続している。上記配管Ｌ２４に風呂循環ポンプＰ２を配設している。また、配管Ｌ２２の複合水弁３０よりも下流側に分岐配管Ｌ２３の一端を接続し、分岐配管Ｌ２３の他端を追い焚き熱交換部２０の２次側の出力に接続している。
【００３４】
上記風呂循環ポンプＰ２により、浴槽３内の湯水を、配管Ｌ２４,追い焚き熱交換部２０(２次側),分岐配管Ｌ２３および配管Ｌ２２の一部を介して循環させる。
【００３５】
上記配管Ｌ２４,追い焚き熱交換部２０(２次側),分岐配管Ｌ２３,配管Ｌ２２および風呂循環ポンプＰ２で風呂循環回路を構成している。
【００３６】
上記湯張り電磁弁Ｖ６は、風呂循環回路を介して貯湯タンク１０内の温水を浴槽３内に流す経路を開閉する開閉弁である。
【００３７】
＜追い焚き回路＞
また、上記配管Ｌ２２の複合水弁３０よりも上流側に分岐配管Ｌ２５の一端を接続し、分岐配管Ｌ２５の他端を追い焚き熱交換部２０(１次側)の一端に接続している。上記追い焚き熱交換部２０(１次側)の他端に配管Ｌ２６の一端を接続し、配管Ｌ２６の他端をポンプ入水弁Ｖ１の一方の入力側に接続している。
【００３８】
＜給湯回路＞
また、上記貯湯タンク１０の上部に配管Ｌ３１の一端を接続し、配管Ｌ３１の他端を給湯混合弁Ｖ５の一方の入力側に接続している。上記配管Ｌ３１に、貯湯タンク１０側から給湯混合弁Ｖ５への流れのみを許容する逆止弁２３を配設している。
【００３９】
また、配管Ｌ１２の逆止弁２２近傍の給水口側に、分岐配管Ｌ１３の一端を接続し、分岐配管Ｌ１３の他端を給湯混合弁Ｖ５の他方の入力側に接続している。上記分岐配管Ｌ１３の給湯混合弁Ｖ５近傍に、給水口側から給湯混合弁Ｖ５への流れのみを許容する逆止弁２４を配設している。
【００４０】
上記給湯混合弁Ｖ５の出力側に配管Ｌ３２の一端を接続し、配管Ｌ３２の他端を給湯部２６(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２５を設けている。
【００４１】
＜温度センサ群＞
また、上記貯湯タンク１０には、下側から上側に向かって略等間隔に６つの温度センサＴ１〜Ｔ６を設けている。また、配管Ｌ１２と配管Ｌ１３の接続点近傍の上流側に、給水温度を検出する温度センサＴ１１を設けている。また、給湯部２６に接続された配管Ｌ３２には、水量センサ２５よりも下流側に給湯温度を検出する温度センサＴ１２を設けている。
【００４２】
また、浴槽３に接続された配管Ｌ２４には、浴槽３側の接続アダプタ９と風呂循環ポンプＰ２との間に、水位センサＬＳと、水流センサの一例としての水流スイッチＳＷと、温度センサＴ１３を接続アダプタ９側から順に設けている。
【００４３】
さらに、浴槽３に接続された配管Ｌ２２に分岐配管Ｌ２３が接続された接続点に、浴槽３に供給される湯温を検出する温度センサＴ１４を設けている。
【００４４】
また、上記ヒートポンプユニット２の沸き上げ熱交換部２ａへの往き水の入水温度を検出する入水温度センサＴ２１を配管Ｌ３に設けている。
【００４５】
さらに、上記ヒートポンプユニット２の沸き上げ熱交換部２ａからの戻り水の出湯温度を検出する出湯温度センサＴ２２を配管Ｌ４に設けている。
【００４６】
上記ヒートポンプユニット２は、外気温度を検出する外気温度センサＴ２３を有する。また、このヒートポンプユニット２は、冷媒として炭酸ガス(ＣＯ２)を用いており、出湯温度を例えば６５℃〜９０℃の範囲で制御することが可能である。
【００４７】
＜制御装置＞
また、上記貯湯ユニット１は、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を備えている。上記制御装置１００は、リモートコントローラ２００との間で送受信を行う。上記制御装置１００は、温度センサＴ１〜Ｔ６,Ｔ１１〜Ｔ１４と水位センサＬＳと水流スイッチＳＷと水量センサ６,２５と入水温度センサＴ２１と出湯温度センサＴ２２と外気温度センサＴ２３およびリモートコントローラ２００からの信号を受けて、ヒートポンプユニット２と沸き上げ循環ポンプＰ１と風呂循環ポンプＰ２とポンプ入水弁Ｖ１とバイパス弁Ｖ２と沸き上げ三方弁Ｖ３と湯張り混合弁Ｖ４と給湯混合弁Ｖ５と湯張り電磁弁Ｖ６などを制御して、沸き上げ運転、湯張り運転、追い焚き運転、風呂冷却運転、給湯運転、および、凍結防止運転を行う。
【００４８】
〔沸き上げ運転〕
上記構成の給湯装置において、ヒートポンプユニット２により貯湯タンク１０内の湯を沸き上げる「沸き上げ運転」は、沸き上げ回路Ｃ１を介して行われる。すなわち、図２に示すように、ポンプ入水弁Ｖ１を配管Ｌ１と配管Ｌ２を連通する位置に切り換え、バイパス弁Ｖ２を配管Ｌ２と配管Ｌ３が連通する位置に切り換える。さらに、沸き上げ三方弁Ｖ３を配管Ｌ４と配管Ｌ５が連通する位置に切り換える。
【００４９】
そうして、沸き上げ循環ポンプＰ１を運転して、貯湯タンク１０内の湯を、ヒートポンプユニット２の沸き上げ熱交換部２ａにより沸き上げながら、配管Ｌ１,ポンプ入水弁Ｖ１,配管Ｌ２,バイパス弁Ｖ２,配管Ｌ３,ヒートポンプユニット２の沸き上げ熱交換部２ａ,配管Ｌ４,沸き上げ三方弁Ｖ３および配管Ｌ５(またはＬ７)を介して循環させる。
【００５０】
上記制御装置１００は、沸き上げ運転時にヒートポンプユニット２の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を制御する。ここで、目標出湯温度ＴＳは、貯湯タンク１０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８５℃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６５℃と低くなる。
【００５１】
また、上記制御装置１００は、入水温度センサＴ２１により検出された沸き上げ熱交換部２ａの入水温度が例えば４５度（沸き終い温度）になると、ヒートポンプユニット２および沸き上げ循環ポンプＰ１を停止させ、沸き上げ運転を終了させる。
【００５２】
〔湯張り運転〕
上記貯湯タンク１０から風呂の浴槽３内に給湯する「湯張り運転」は、風呂給湯回路を介して行われる。すなわち「湯張り運転」を行う場合、図５に示すように、制御装置１００により湯張り電磁弁Ｖ６を開くと、貯湯タンク１０内の上部の高温の湯が、配管Ｌ２１,湯張り混合弁Ｖ４および配管Ｌ２２を介して浴槽３内に供給される。このとき、制御装置１００は、湯張り混合弁Ｖ４を制御して、目標設定温度に基づいて、貯湯タンク１０からの高温の湯と外部からの給水とを混合する。そして、水位センサＬＳにより検出された浴槽３内の水位が設定水位になると、湯張り電磁弁Ｖ６を閉じる。
【００５３】
なお、「風呂湯張り運転」において、ユーザーがリモートコントローラ２００を操作して、設定水位と設定温度を自動的に保つ風呂自動運転モードが選択されると、貯湯タンク１０から風呂の浴槽３内に給湯する「湯張り運転」を行った後、浴槽３内の湯面水位を設定水位に保つと共に湯温を設定温度に保つようにする「風呂監視運転」を行う。
【００５４】
〔追い焚き運転〕
風呂の浴槽３内の湯水を加熱して追い焚きする「追い焚き運転」は、追い焚き回路を介して行われる。すなわち、「追い焚き運転」を行う場合、図６に示すように、ポンプ入水弁Ｖ１を配管Ｌ２６と配管Ｌ２を連通する位置に切り換え、バイパス弁Ｖ２を配管Ｌ２と配管Ｌ６が連通する位置に切り換える。さらに、沸き上げ三方弁Ｖ３を配管Ｌ６と配管Ｌ７が連通する位置に切り換える。
【００５５】
そして、湯張り混合弁Ｖ４の開度を湯側に全開になるようにした状態で、沸き上げ循環ポンプＰ１を運転して、貯湯タンク１０内の上部の湯を、配管Ｌ２１,湯張り混合弁Ｖ４,配管Ｌ２２の一部,分岐配管Ｌ２５,追い焚き熱交換部２０(１次側),配管Ｌ２６,ポンプ入水弁Ｖ１,配管Ｌ２,配管Ｌ６,配管Ｌ４の一部および配管Ｌ７を介して循環させる。
【００５６】
このとき、風呂循環ポンプＰ２を運転して、浴槽３内の湯水を配管Ｌ２４,追い焚き熱交換部２０(２次側),配管Ｌ２３および配管Ｌ２２の一部を介して循環させることにより、追い焚き熱交換部２０で浴槽３側の湯水を加熱して追い焚きを行う。
【００５７】
〔風呂冷却運転〕
風呂の浴槽３内の湯水を冷却してぬるめにする「風呂冷却運転」は、追い焚き回路を介して行われる。すなわち、「風呂冷却運転」を行う場合、図７に示すように、ポンプ入水弁Ｖ１を配管Ｌ２６と配管Ｌ２を連通する位置に切り換え、バイパス弁Ｖ２を配管Ｌ２と配管Ｌ６が連通する位置に切り換える。さらに、沸き上げ三方弁Ｖ３を配管Ｌ６と配管Ｌ７が連通する位置に切り換える。
【００５８】
そして、湯張り混合弁Ｖ４の開度を水側に全開になるようにした状態で、沸き上げ循環ポンプＰ１を運転して、貯湯タンク１０内の下部の水を、配管Ｌ１１,配管Ｌ１２,湯張り混合弁Ｖ４,配管Ｌ２２の一部,分岐配管Ｌ２５,追い焚き熱交換部２０(１次側),配管Ｌ２６,ポンプ入水弁Ｖ１,配管Ｌ２,配管Ｌ６,配管Ｌ４の一部および配管Ｌ７を介して循環させる。このとき、風呂循環ポンプＰ２を運転して、浴槽３内の湯水を配管Ｌ２４,追い焚き熱交換部２０(２次側),配管Ｌ２３および配管Ｌ２２の一部を介して循環させることにより、追い焚き熱交換部２０で浴槽３側の湯水を冷却してぬるめにする。
【００５９】
なお、この「風呂冷却運転」では、ユーザーがリモートコントローラ２００を操作することにより、風呂設定温度を変更することなく、例えば湯温を−２℃下げて所定時間(この実施の形態では１０分間)保持した後、浴槽３側の湯水の温度を風呂設定温度に戻すようにしている。
【００６０】
〔給湯運転〕
また、給湯部２６から湯水を供給する「給湯運転」は、給湯回路を介して行われる。すなわち、「給湯運転」を行う場合は、図８に示すように、給湯部２６の蛇口を開くと、給水圧力により外部からの水が配管Ｌ１１を介して貯湯タンク１０の下部から貯湯タンク１０内に供給される。これにより、貯湯タンク１０内の上部から高温の湯が配管Ｌ３１を介して押し出される。
【００６１】
そして、貯湯タンク１０内の上部から高温の湯が、配管Ｌ３１を介して給湯混合弁Ｖ５の一方の入力側に供給されると共に、外部からの水が配管Ｌ１１の一部,配管Ｌ１２および配管Ｌ１３の一部を介して給湯混合弁Ｖ５の他方の入力側(水側)に供給される。
【００６２】
ここで、貯湯タンク１０内の上部の高温の湯と外部からの水とが給湯混合弁Ｖ５により混合された後、配管Ｌ３２を介して給湯部２６から出湯される。このとき、上記制御装置１００は、「給湯運転」において、温度センサＴ１２により検出された給湯温度が設定給湯温度になるように、給湯混合弁Ｖ５の湯と水の混合比を制御する。
〔凍結防止運転〕
上記貯湯タンク１０の下部の配管Ｌ１,Ｌ２の凍結を防止する「凍結防止運転」は、沸き上げ回路Ｃ１を介して行われる。すなわち、「凍結防止運転」を行う場合は、図２に示すように、ポンプ入水弁Ｖ１を配管Ｌ１と配管Ｌ２を連通する位置に切り換え、バイパス弁Ｖ２を配管Ｌ２と配管Ｌ３が連通する位置に切り換える。さらに、沸き上げ三方弁Ｖ３を配管Ｌ４と配管Ｌ５が連通する位置に切り換える。
【００６３】
そうして、沸き上げ循環ポンプＰ１を運転して、貯湯タンク１０内の湯水を、配管Ｌ１,ポンプ入水弁Ｖ１,配管Ｌ２,バイパス弁Ｖ２,配管Ｌ３,ヒートポンプユニット２の沸き上げ熱交換部２ａ,配管Ｌ４,沸き上げ三方弁Ｖ３および配管Ｌ７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、入水温度センサＴ２１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。
【００６４】
また、上記制御装置１００は、熱回収運転制御部１００ａと、計測部１００ｂと、熱回収時間算出部１００ｃとを有する。なお、熱回収運転制御部１００ａ、計測部１００ｂ、および、熱回収時間算出部１００ｃは、ＣＰＵが所定のプログラムを実行することにより実現される機能（ソフトウェア）である。
【００６５】
熱回収運転制御部１００ａは、沸き上げ運転の終了後、ヒートポンプユニット２を停止させた状態で沸き上げ循環ポンプＰ１を駆動させて、沸き上げ運転の終了時に沸き上げ回路Ｃ１内の沸き上げ熱交換部２ａの下流にある湯水を第１循環経路Ｒ１を介して貯湯タンク１０内の上部に戻す熱回収運転を行う。
【００６６】
この熱回収運転は、計測部１００ｂにより計測された時間が熱回収時間算出部１００ｃにより算出された熱回収時間に到達した場合に、熱回収運転制御部１００ａによって、貯湯タンク１０内の湯水の循環経路が第１循環経路Ｒ１から第２循環経路Ｒ２に切り換えられて、終了する。
【００６７】
また、熱回収運転制御部１００ａは、沸き上げ運転の終了後に、ヒートポンプユニット２を停止させた状態で沸き上げ循環ポンプＰ１を作動させて、ヒートポンプユニット２の上流側の圧力とヒートポンプユニット２の下流側の圧力とを均しくする均圧運転を行う。
【００６８】
この均圧運転は、計測部１００ｂにより計測された時間がヒートポンプユニット２の上流側の圧力とヒートポンプユニット２の下流側の圧力とが均しくなる均圧時間に到達した場合に、熱回収運転制御部１００ａによって、沸き上げ循環ポンプＰ１が停止させられて、終了する。
【００６９】
なお、熱回収運転制御部１００ａは、熱回収運転および均圧運転のいずれか一方を行うこともできるし、熱回収運転および均圧運転を同時に行うこともできる。
【００７０】
計測部１００ｂは、熱回収運転の開始から経過した時間、および、均圧運転の開始から経過した時間を計測する。
【００７１】
熱回収時間算出部１００ｃは、沸き上げ回路Ｃ１のヒートポンプユニット２と貯湯タンク１０の上部とに接続された配管、すなわち、配管Ｌ４および配管Ｌ５の配管長の合計に基づいて、沸き上げ運転終了時に沸き上げ回路Ｃ１内の沸き上げ熱交換部２ａの下流にある湯水が、沸き上げ循環ポンプＰ１の駆動により第１循環経路Ｒ１を介して貯湯タンク１０内の上部に戻される熱回収時間を算出する。
【００７２】
詳しくは、熱回収時間算出部１００ｃは、沸き上げ回路Ｃ１のヒートポンプユニット２と貯湯タンク１０の上部とに接続された配管の最短の長さ、すなわち、配管Ｌ４および配管Ｌ５の配管長の合計の最小値に基づいて、熱回収時間を算出する。例えば、給湯装置の設計上、配管Ｌ４の配管長と配管Ｌ５の配管長の合計が１５メートルから２５メートルの範囲になる場合、沸き上げ循環ポンプＰ１の性能から、沸き上げ回路Ｃ１内の沸き上げ熱交換部２ａの下流１５メートルの配管内に残留する湯が貯湯タンク内の上部に戻されるのに必要な熱回収時間が、熱回収時間算出部１００ｃにより予め算出される。
【００７３】
なお、熱回収時間は、沸き上げ回路Ｃ１のヒートポンプユニット２と貯湯タンク１０の上部とに接続された配管の最短の長さにより算出する場合に限らず、例えば、給湯装置の設置時に配管Ｌ４および配管Ｌ５の配管長の合計を入力し、入力された配管Ｌ４および配管Ｌ５の配管長の合計に基づいて算出してもよい。
【００７４】
〔熱回収運転〕
「熱回収運転」は、図２に示すように、沸き上げ運転が行われた後の状態、すなわち、ポンプ入水弁Ｖ１を配管Ｌ１と配管Ｌ２を連通する位置に切り換え、バイパス弁Ｖ２を配管Ｌ２と配管Ｌ３が連通する位置に切り換え、さらに、沸き上げ三方弁Ｖ３を配管Ｌ４と配管Ｌ５が連通する位置に切り換えられた状態で行われる。
【００７５】
この熱回収運転では、ヒートポンプユニット２を停止させた状態で沸き上げ循環ポンプＰ１が運転されて、貯湯タンク１０内の湯水が、図３に示す第１循環経路Ｒ１（配管Ｌ１,ポンプ入水弁Ｖ１,配管Ｌ２,バイパス弁Ｖ２,配管Ｌ３,配管Ｌ４,沸き上げ三方弁Ｖ３および配管Ｌ５）を介して循環する。
【００７６】
熱回収運転は、次の条件を全て満たしている場合に開始される。
・沸き上げ運転が行われ、終了した。
・デフロスト運転が行われていない（デフロスト運転開始の要求がない）。
・出湯温度センサＴ２２により検出された出湯温度が所定温度（例えば６０度）以上である。
【００７７】
また、熱回収運転は、次の条件を満たした場合に終了する。
・熱回収運転の開始から熱回収時間が経過した場合。
・熱回収運転中に沸き上げ運転開始の要求があった場合。
・熱回収運転中にデフロスト運転開始の要求があった場合。
・熱回収運転中に凍結防止運転開始の要求があった場合。
・熱回収運転中に出湯温度センサＴ２２により検出された出湯温度が所定温度（例えば６０度）未満になった場合。
【００７８】
すなわち、熱回収運転は、途中で特定の運転開始の要求がなく、出湯温度センサＴ２２により検出された出湯温度が所定温度未満にならない限り、熱回収運転の開始から熱回収時間が経過した時点で、貯湯タンク１０内の湯水が、図４に示す第２循環経路Ｒ２（配管Ｌ１,ポンプ入水弁Ｖ１,配管Ｌ２,バイパス弁Ｖ２,配管Ｌ３,配管Ｌ４,沸き上げ三方弁Ｖ３および配管Ｌ７）を介して循環するように沸き上げ三方弁Ｖ３が切り換えられ、終了する。熱回収運転の終了後に均圧運転が行われる場合、均圧運転は、第２循環経路Ｒ２を介して行われる。
【００７９】
また、熱回収運転の開始条件および終了条件は、給湯装置の設計などに応じて、適宜変更できる。
【００８０】
例えば、熱回収運転の開始条件から「出湯温度センサＴ２２により検出された出湯温度が所定温度（例えば６０度）以上である」を省略してもよいし、熱回収運転の終了条件から「熱回収運転中に出湯温度センサＴ２２により検出された出湯温度が所定温度（例えば６０度）未満になった場合」を省略してもよい。また、熱回収運転の開始条件および終了条件に、上述していない新たな条件を追加しても構わない。
【００８１】
なお、デフロスト運転は、ヒートポンプユニット２の圧縮機から吐出された冷媒を、凝縮器、膨張機構および蒸発器の順で通過させて、圧縮機に戻すことで行われ、蒸発器内の冷媒の温度が所定の温度以上になったときに終了するようになっている。これにより、蒸発器に付着した霜を溶かすことができると共に、圧縮機の吐出圧力が所定の高圧を超えて異常高圧になるのを防ぐことができる。
【００８２】
このように、上記給湯装置では、熱回収運転が、その開始から経過した時間が、沸き上げ回路Ｃ１のヒートポンプユニット２と貯湯タンク１０の上部とに接続された配管Ｌ４および配管Ｌ５の長さに基づいて算出された熱回収時間に到達するまで行われる。これにより、簡単な構成で、沸き上げ運転終了時に沸き上げ回路Ｃ１内の残る高温の湯水を有効に利用することができ、エネルギー効率を高めることができる。また、沸き上げ運転終了時に沸き上げ回路Ｃ１内に残る高温の湯水が貯湯タンク１０内の下部に供給されることによるＣＯＰ（成績係数）の低下を防ぐことができる。
【００８３】
また、熱回収運転と同時に均圧運転を行うことができるので、エネルギーを効率的に使用できる。
【００８４】
また、熱回収時間が、沸き上げ回路Ｃ１のヒートポンプユニット２と貯湯タンク１０の上部とに接続された配管Ｌ４および配管Ｌ５の最短の長さに基づいて算出される。これにより、沸き上げ運転時に沸き上げられていない低温の湯水が、貯湯タンク１０内の上部に戻されるのを防ぐことができる。その結果、例えば、湯切れなどの貯湯タンク１０内の上部の湯の温度が低くなることにより発生する不具合を回避できる。
【００８５】
なお、上記実施形態では、熱回収運転制御部１００ａ、計測部１００ｂ、および、熱回収時間算出部１００ｃをソフトウェアで構成したが、これに限らない。例えば、熱回収運転制御部１００ａ、計測部１００ｂ、および、熱回収時間算出部１００ｃの少なくとも１つをハードウェアで構成してもよい。
【００８６】
また、上記様々な実施形態または変形例のうちの任意の実施形態または変形例を適宜組み合わせることにより、それぞれの有する効果を奏するようにすることができる。また、実施形態同士の組み合わせまたは実施例同士の組み合わせまたは実施形態と実施例との組み合わせが可能であると共に、異なる実施形態または実施例の中の特徴同士の組み合わせも可能である。
【符号の説明】
【００８７】
１…貯湯ユニット
２…ヒートポンプユニット
２ａ…沸き上げ熱交換部
３…浴槽
５,７,１２,２１,２２,２３,２４…逆止弁
６,２５…水量センサ
９…接続アダプタ
９ａ…給湯口
９ｂ…吸水口
１０…貯湯タンク
１１…ストレーナ
２０…追い焚き熱交換部
２６…給湯部
２７…排水用二方弁
２８…逃がし弁
３０…複合水弁
１００…制御装置
１００ａ…熱回収運転制御部
１００ｂ…計測部
１００ｃ…熱回収時間算出部
２００…リモートコントローラ
ＬＳ…水位センサ
Ｐ１…沸き上げ循環ポンプ
Ｐ２…風呂循環ポンプ
ＳＷ…水流スイッチ
Ｔ１〜Ｔ６,Ｔ１１〜Ｔ１４,…温度センサ
Ｔ２１…入湯温度センサ
Ｔ２２…出湯温度センサ
Ｔ２３…外気温度センサ
Ｖ１…ポンプ入水弁
Ｖ２…バイパス弁
Ｖ３…沸き上げ三方弁
Ｖ４…湯張り混合弁
Ｖ５…給湯混合弁
Ｖ６…湯張り電磁弁
Ｖ１０…減圧弁
Ｃ１…沸き上げ回路
Ｒ１…第１循環経路
Ｒ２…第２循環経路
【図１】
2018091523.tif 000003
【図２】
2018091523.tif 000004
【図３】
2018091523.tif 000005
【図４】
2018091523.tif 000006
【図５】
2018091523.tif 000007
【図６】
2018091523.tif 000008
【図７】
2018091523.tif 000009
【図８】
2018091523.tif 000010