(57)【要約】【課題】浴槽内の浴水の熱を貯湯タンク内に回収することと、浴槽に接続された循環回路と浴槽との少なくとも一方に対する洗浄効果を得ることとを容易に両立できる給湯装置を提供する。【解決手段】貯湯式給湯装置１は、浴水を貯留する浴槽５０に接続された浴水循環回路５１に、浄化作用を有する成分を浴水に添加した流体を流れさせることで浴水循環回路５１と浴槽５０との少なくとも一方を洗浄する洗浄運転と、浴槽５０内の浴水の熱を貯湯タンク１０内へ回収する廃熱回収運転とを実行可能であり、廃熱回収運転を開始した後に洗浄運転を開始する第一熱回収洗浄モードと、廃熱回収運転及び洗浄運転を同時期に開始する第二熱回収洗浄モードと、のうちの少なくとも一つの熱回収洗浄モードで運転させることが可能な制御装置７０を備える。【選択図】図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
浴水を貯留する浴槽に接続された循環回路に、浄化作用を有する成分を浴水に添加した流体を流れさせることで前記循環回路と前記浴槽との少なくとも一方を洗浄する洗浄運転と、前記浴槽内の浴水の熱を貯湯タンク内へ回収する廃熱回収運転とを実行可能な給湯装置において、
前記廃熱回収運転を開始した後に前記洗浄運転を開始する第一熱回収洗浄モードと、
前記廃熱回収運転及び前記洗浄運転を同時期に開始する第二熱回収洗浄モードと、
のうちの少なくとも一つの熱回収洗浄モードで運転させることが可能な制御手段を備える、
給湯装置。
【請求項２】
前記熱回収洗浄モードの運転を開始させるユーザー操作を受け付ける手段を備える請求項１に記載の給湯装置。
【請求項３】
前記浴槽内の水位を検出する水位検出手段を備え、
前記制御手段は、前記浴槽への湯張り完了後の水位に対する水位低下量が基準に比べて大きくなると、前記熱回収洗浄モードの運転を開始する請求項１または請求項２に記載の給湯装置。
【請求項４】
前記第一熱回収洗浄モードを実施するか前記第二熱回収洗浄モードを実施するかをユーザーが選択可能とする手段を備える請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の給湯装置。
【請求項５】
前記廃熱回収運転により加熱される対象となるタンク水の温度を検出する手段と、
前記浴槽内の浴水の温度を検出する手段と、
前記浴槽内の浴水の温度から前記タンク水の温度を引いた温度差が基準に比べて小さい場合には、前記制御手段は、前記廃熱回収運転を中止する請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の給湯装置。
【請求項６】
前記循環回路の水流を検出する水流検出手段を備え、
前記水流検出手段が水流を検出しない場合には、前記制御手段は、前記熱回収洗浄モードの運転を中止する請求項１から請求項５のいずれか一項に記載の給湯装置。
【請求項７】
前記熱回収洗浄モードを実施するか否かをユーザーが選択可能とする手段を備える請求項１から請求項６のいずれか一項に記載の給湯装置。
【請求項８】
前記廃熱回収運転及び前記洗浄運転の少なくとも一方が実行されているときに当該運転が実行されていることをユーザーに報知する手段を備える請求項１から請求項７のいずれか一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、給湯装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
浴槽の残り湯の熱を貯湯タンク内へ回収する廃熱回収運転を実行可能な給湯装置が知られている（例えば、特許文献１，２参照）。特許文献２には、以下のような記載がある。浴槽残湯熱を集熱しながら貯湯タンク（７）の水を加熱し貯湯する運転において、風呂熱交換器（１０）出口の残湯水温が第１設定温度まで低下すると、流路切換え手段（１３）を出水流路（１４）側に切換えて、熱交換した低温水を外部に排水する。その後、風呂ポンプ（２４）を最大流量で運転して排水し、風呂熱交換器（１０）内の湯垢、浮遊物などを洗い流す。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１３−１５５９９９号公報
【特許文献２】特開平１１−３３７１６８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
浴槽の内壁、及び浴槽に接続された浴水循環回路の流路内には、浴水に含まれる皮脂汚れなどの汚れが付着する。特許文献２の技術では、以下の課題がある。単に風呂ポンプを最大流量で運転するだけでは、浮遊物を物理的に押し流すような効果はあるものの、浴槽の内壁、あるいは浴水循環回路の流路内壁に付着した皮脂汚れなどの汚れを落とす効果は得にくい。そればかりか、皮脂汚れを含む浴水が浴水循環回路を大流量で通過して浴槽内に流入することで、浴槽の内壁及び浴水循環回路の流路内壁への汚れの堆積が促進され、逆効果となる可能性もある。特に、廃熱回収運転によって温度が低下した浴水が大流量で流れるので、浴水から温度低下により析出した皮脂汚れが浴槽の内壁及び浴水循環回路の流路内壁に堆積しやすい。
【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、浴槽内の浴水の熱を貯湯タンク内に回収することと、浴槽に接続された循環回路と浴槽との少なくとも一方に対する洗浄効果を得ることとを容易に両立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】
【０００６】
本発明に係る給湯装置は、浴水を貯留する浴槽に接続された循環回路に、浄化作用を有する成分を浴水に添加した流体を流れさせることで循環回路と浴槽との少なくとも一方を洗浄する洗浄運転と、浴槽内の浴水の熱を貯湯タンク内へ回収する廃熱回収運転とを実行可能な給湯装置において、廃熱回収運転を開始した後に洗浄運転を開始する第一熱回収洗浄モードと、廃熱回収運転及び洗浄運転を同時期に開始する第二熱回収洗浄モードと、のうちの少なくとも一つの熱回収洗浄モードで運転させることが可能な制御手段を備えるものである。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、浴槽内の浴水の熱を貯湯タンク内に回収することと、浴槽に接続された循環回路と浴槽との少なくとも一方に対する洗浄効果を得ることとを容易に両立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による貯湯式給湯装置を示す図である。
【図２】実施の形態１の貯湯式給湯装置における待機状態での回路構成図である。
【図３】実施の形態１の貯湯式給湯装置における蓄熱運転のときの回路構成図である。
【図４】実施の形態１の貯湯式給湯装置における貯湯利用の追焚運転のときの回路構成図である。
【図５】実施の形態１の貯湯式給湯装置における廃熱回収運転のときの回路構成図である。
【図６】リモコンの一例を示す外観図である。
【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。各図において共通または対応する要素には、同一の符号を付して、重複する説明を簡略化または省略する。
【００１０】
実施の形態１．
図１は、実施の形態１による貯湯式給湯装置１を示す図である。図１に示すように、実施の形態１の貯湯式給湯装置１は、貯湯タンクユニット２０、ヒートポンプユニット６０、制御装置７０、及びリモコン８０を備える。本実施の形態では貯湯タンクユニット２０とヒートポンプユニット６０とが別体である構成を例に説明するが、当該構成に代えて、この両者が一体化していてもよい。
【００１１】
貯湯タンクユニット２０とヒートポンプユニット６０との間は、往き流路４１、戻り流路４２、及び電気配線（図示省略）を介して接続されている。本実施の形態では、貯湯タンクユニット２０に制御装置７０が内蔵されている。貯湯タンクユニット２０及びヒートポンプユニット６０が備える各種の弁類、ポンプ類、圧縮機、などのアクチュエータの作動は、これらと電気的に接続された制御装置７０により制御される。以下、貯湯式給湯装置１の各構成要素について説明する。
【００１２】
ヒートポンプユニット６０は、水を加熱する加熱手段の例である。加熱手段は、ヒートポンプユニット６０に限定されない。加熱手段は、ガス、灯油、重油、石炭のような燃料の燃焼熱で加熱する燃焼式加熱装置でもよい。加熱手段は、太陽熱によって水を加熱する装置でもよい。加熱手段は、複数種類の加熱装置を組み合わせたものでもよい。
【００１３】
ヒートポンプユニット６０は、圧縮機６１、水−冷媒熱交換器６２、膨張弁６３、及び空気熱交換器６４を冷媒循環配管６５にて環状に接続した冷媒回路を備える。ヒートポンプユニット６０は、この冷媒回路の冷媒を循環させることで、冷凍サイクルすなわちヒートポンプサイクルの運転を行う。水−冷媒熱交換器６２では、圧縮機６１で圧縮された高温高圧の冷媒と、水との間で熱を交換することで、水が加熱される。
【００１４】
戻り流路４２に設置された出口温度センサ６６は、ヒートポンプユニット６０の水−冷媒熱交換器６２の水出口における水の温度を検出する。ヒートポンプユニット６０で高温水を得るためには、ヒートポンプサイクルは、冷媒として二酸化炭素を用い、臨界圧を超える圧力で運転することが好ましい。
【００１５】
貯湯タンクユニット２０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１０は、湯水を貯留する。貯湯タンク１０の内部では、温度による水の密度の差によって、上側が高温で下側が低温になる温度成層を形成することができる。説明の便宜上、貯湯タンク１０について、上部、中部、及び下部を定める。貯湯タンク１０の中部は、貯湯タンク１０の上部と、貯湯タンク１０の下部との間の高さの部分である。貯湯タンク１０の容量の１／３ずつに相当する部分をそれぞれ上部、中部、下部とみなしてもよいし、それとは異なる位置を境に上部、中部、及び下部を定めてもよい。貯湯タンク１０において上側から順に上部、中部、下部の順になっていればよい。なお、本発明において、貯湯タンクが、直列に接続された複数のタンクを備える場合には、最上位のタンクから最下位のタンクまでの複数のタンク全体の階層において、上部、中部、及び下部を定めればよい。
【００１６】
貯湯タンク１０の下部には、水道等の水源から低温水を供給する給水管２が連通している。貯湯タンク１０の上部には、給湯流路３及び第一出口流路４３が連通している。貯湯タンク１０の湯は、給湯流路３を通って、貯湯式給湯装置１の外部の給湯端末のような熱需要部へ送られる。図示の構成では、給湯流路３及び第一出口流路４３が、共通の接続口にて、貯湯タンク１０の上部に接続している。この構成に代えて、給湯流路３及び第一出口流路４３が別々に貯湯タンク１０の上部に接続されてもよい。
【００１７】
給湯流路３の下流側は、例えば、蛇口、シャワー、浴槽５０などの給湯端末に接続されている。貯湯タンク１０に貯留された湯を、給湯流路３を介して給湯端末へ供給できる。貯湯タンク１０内の湯が給湯流路３へ流出すると、給水管２から貯湯タンク１０内に低温水が流入することで、貯湯タンク１０は満水状態に維持される。給湯流路３の途中に、水源からの低温水を混合することで給湯温度を調節するための混合弁（図示省略）が備えられてもよい。
【００１８】
貯湯タンク１０の表面には、複数の貯湯温度センサ１１，１２，１３が、互いに異なる高さの位置に取り付けられている。貯湯タンク１０内の湯水の鉛直方向の温度分布を貯湯温度センサ１１，１２，１３により検出することで、貯湯タンク１０内の貯湯量及び蓄熱量を計算できる。制御装置７０は、その貯湯量または蓄熱量に基づいて、蓄熱運転の開始及び停止などを制御する。
【００１９】
以下の説明では、浴槽５０に溜められた湯水を「浴水」と称する。また、貯湯タンク１０に溜められた湯水を「タンク水」と呼ぶことがある。
【００２０】
貯湯タンクユニット２０内には、循環ポンプ２１及び利用側熱交換器２２が備えられている。循環ポンプ２１は、後述する各種の回路に水を循環させるためのポンプである。利用側熱交換器２２は、貯湯タンク１０またはヒートポンプユニット６０から供給される高温水と、二次側の利用側媒体との間で熱を交換することで、利用側媒体を加熱する熱交換器である。利用側熱交換器２２は、タンク水が通る一次流路２２ａと、利用側媒体が通る二次流路２２ｂとを有する。
【００２１】
本実施の形態１では、利用側熱交換器２２の二次流路２２ｂは、浴槽５０から導かれる浴水を循環させる浴水循環回路５１の一部を構成している。貯湯タンクユニット２０内にある部分の浴水循環回路５１を構成する配管には、浴水を循環させるための浴水ポンプ５２と、浴槽５０から出た浴水の温度を検出するための浴水温度センサ５３とが設置されている。浴水ポンプ５２は、利用側媒体を循環させる循環ポンプの例である。
【００２２】
貯湯タンクユニット２０内にある部分の浴水循環回路５１を構成する配管には、水位センサ９１、水流検出センサ９２、気泡発生装置９３、及び空気電磁弁９４がさらに設置されている。以下の説明では浴槽５０内の浴水の水位を「浴槽水位」と称する。本実施の形態では、水位センサ９１により浴槽水位を検出できる。水位センサ９１は、例えば、浴水循環回路５１内の水圧を検出することにより、浴槽水位を検出する。水流検出センサ９２は、浴水循環回路５１の水流を検出する。
【００２３】
本実施の形態では、浴水ポンプ５２が運転されると、浴槽５０から浴水循環回路５１へ引き込まれた浴水が、浴水温度センサ５３、浴水ポンプ５２、水位センサ９１、水流検出センサ９２、気泡発生装置９３、利用側熱交換器２２の二次流路２２ｂをこの順に通過して、浴槽５０へ戻るように循環する。
【００２４】
空気電磁弁９４は、気泡発生装置９３へ吸入される空気の流路を開閉する。気泡発生装置９３は、空気電磁弁９４から取り込まれた空気により、浴水循環回路５１を流れる浴水の中に気泡を発生させることが可能である。気泡発生装置９３が発生させる気泡は、例えばマイクロバブルのような微細な気泡を含むものが好ましい。気泡発生装置９３は、例えば、以下のようなエジェクタを備えるものでもよい。エジェクタは、浴水の流路を縮径させる縮径部を有する。この縮径部に発生する負圧により、空気電磁弁９４からの空気を自然吸気できる。当該縮径部において、浴水の流れに対して垂直な方向から空気が導入される。エジェクタの上流側の位置には、エジェクタに流入する水流を旋回させる静止翼が備えられていてもよい。静止翼は、例えば、流路の軸線を中心とする旋回流を形成する。静止翼により形成される浴水の旋回流が気泡をせん断して微細化することで、微細な気泡を生成できる。
【００２５】
本実施の形態の貯湯式給湯装置１は、洗浄運転を実行できる。洗浄運転のときには、以下のようになる。浴水ポンプ５２が運転され、浴水循環回路５１に浴水が流れているときに空気電磁弁９４を開くと、気泡発生装置９３にて気泡が発生する。気泡発生装置９３が発生させる気泡は、壁面に付着した、例えば皮脂汚れのような汚れを洗浄除去する浄化作用を有する。気泡発生装置９３にて発生した気泡を含む浴水が、浴水循環回路５１を流れることで、浴水循環回路５１の流路内壁に付着した汚れを除去する洗浄効果が得られる。また、当該気泡を含む浴水が浴水循環回路５１から浴槽５０内に流入し、浴槽５０の内壁に沿って流れることで、浴槽５０の内壁に付着した汚れを除去する洗浄効果が得られる。本発明における洗浄運転は、浴水循環回路５１の流路内壁と、浴槽５０の内壁との少なくとも一方に対する洗浄効果を有するものであればよい。
【００２６】
本実施の形態において気泡発生装置９３により生成される気泡は、浄化作用を有する成分の例である。浄化作用を有する成分は、気泡に限定されるものではなく、例えば、界面活性剤のような洗剤、あるいは抗菌効果を有するミネラルなどを、気泡に代えて、または気泡と共に、用いてもよい。浄化作用を有する成分を浴水に添加した流体を浴水循環回路５１に流れさせることで、浴水循環回路５１及び浴槽５０の少なくとも一方に対する優れた洗浄効果が得られる。
【００２７】
洗浄運転は、入浴が終了した後に行われる。入浴後の浴水には、例えば皮脂汚れのような汚れが含まれる。このため、浄化作用を有する成分が添加されていない浴水を浴水循環回路５１に流れさせたと仮定した場合には、皮脂汚れのような汚れを洗浄除去する作用が得られないばかりか、壁面への汚れの堆積が促進され、逆効果となる可能性がある。これに対し、本実施の形態の洗浄運転によれば、浄化作用を有する成分である、例えばマイクロバブルのような気泡を含む浴水を流れさせることで、優れた洗浄効果が得られる。浴水の温度が高いほど洗浄運転による洗浄効果は高くなるが、本実施の形態の洗浄運転であれば、浄化作用を有する成分である気泡を含む浴水を循環させることで、浴水の温度が低い場合であっても、優れた洗浄効果が得られる。
【００２８】
貯湯タンクユニット２０内には、三方弁３１及び四方弁３２が備えられている。三方弁３１は、第一入口３１ａ、第二入口３１ｂ、及び出口３１ｃを有する。三方弁３１は、第一流路切替手段の例である。三方弁３１は、第一入口３１ａを出口３１ｃに連通させて第二入口３１ｂを閉鎖する第一流路形態と、第二入口３１ｂを出口３１ｃに連通させて第一入口３１ａを閉鎖する第二流路形態とを切り替え可能に構成されている。
【００２９】
四方弁３２は、入口３２ａ、第一出口３２ｂ、第二出口３２ｃ、及び第三出口３２ｄを有する。四方弁３２は、第二流路切替手段の例である。四方弁３２は、入口３２ａを第一出口３２ｂに連通させて第二出口３２ｃ及び第三出口３２ｄを閉鎖する第一流路形態と、入口３２ａを第二出口３２ｃに連通させて第一出口３２ｂ及び第三出口３２ｄを閉鎖する第二流路形態と、入口３２ａを第三出口３２ｄに連通させて第一出口３２ｂ及び第二出口３２ｃを閉鎖する第三流路形態とを切り替え可能に構成されている。
【００３０】
下部流路４０は、貯湯タンク１０の下部と、三方弁３１の第一入口３１ａとの間をつなぐ。往き流路４１は、三方弁３１の出口３１ｃと、ヒートポンプユニット６０の水−冷媒熱交換器６２の水入口との間をつなぐ。往き流路４１の一部は、貯湯タンクユニット２０及びヒートポンプユニット６０の外部にある。貯湯タンクユニット２０の内部における往き流路４１の途中に循環ポンプ２１が接続されている。
【００３１】
戻り流路４２は、ヒートポンプユニット６０の水−冷媒熱交換器６２の水出口と、四方弁３２の入口３２ａとの間をつなぐ。戻り流路４２の一部は、貯湯タンクユニット２０及びヒートポンプユニット６０の外部にある。第一出口流路４３は、四方弁３２の第一出口３２ｂと、貯湯タンク１０の上部との間をつなぐ。第二出口流路４４は、四方弁３２の第二出口３２ｃと、貯湯タンク１０の中部との間をつなぐ。
【００３２】
一次入口流路４５は、貯湯タンク１０の上部と、利用側熱交換器２２の一次流路２２ａの入口との間をつなぐ。一次入口流路４５の途中の位置に第一逆止弁８１が配置されている。第一逆止弁８１は、一次入口流路４５の水が、利用側熱交換器２２から貯湯タンク１０の上部へ向かって流れることを防止する。
【００３３】
一次出口流路４６は、利用側熱交換器２２の一次流路２２ａの出口と、三方弁３１の第二入口３１ｂとの間をつなぐ。一次出口流路４６の途中の位置に第一分岐部４６ａが形成されている。回収流路４７は、第一分岐部４６ａと、貯湯タンク１０の中部との間をつなぐ。回収流路４７の途中の位置に第二逆止弁８２が配置されている。第二逆止弁８２は、回収流路４７の水が、貯湯タンク１０の中部から第一分岐部４６ａへ向かって流れることを防止する。
【００３４】
本実施の形態では、貯湯タンク１０に対する回収流路４７の接続位置は、貯湯タンク１０に対する第二出口流路４４の接続位置に比べて、低い位置にある。
【００３５】
一次入口流路４５において第一逆止弁８１と利用側熱交換器２２との間の位置に第二分岐部４５ａが形成されている。第三出口流路４８は、四方弁３２の第三出口３２ｄと、第二分岐部４５ａとの間をつなぐ。
【００３６】
三方弁３１が第一流路形態になると、貯湯タンク１０の下部と水−冷媒熱交換器６２とが、下部流路４０及び往き流路４１を介して連通する。三方弁３１が第二流路形態になると、一次入口流路４５が往き流路４１に連通する。
【００３７】
四方弁３２が第一流路形態になると、水−冷媒熱交換器６２と貯湯タンク１０の上部とが、戻り流路４２及び第一出口流路４３を介して連通する。四方弁３２が第二流路形態になると、戻り流路４２が第二出口流路４４に連通する。四方弁３２が第三流路形態になると、戻り流路４２が第三出口流路４８に連通する。
【００３８】
リモコン８０は、運転動作指令及び設定値の変更に関するユーザーの操作を受け付ける機能を有する。リモコン８０は、端末装置またはユーザーインターフェース装置の例である。制御装置７０とリモコン８０の間は、有線または無線により、双方向にデータ通信可能に接続されている。リモコン８０は、台所に設置されてもよい。リモコン８０は、浴室に設置されてもよい。異なる場所に設置される複数台のリモコン８０が備えられてもよい。
【００３９】
図６は、リモコン８０の一例を示す外観図である。図６に示すように、リモコン８０は、貯湯式給湯装置１の状態等の情報を表示する表示部８０ａと、ユーザーが操作するスイッチ等を有する操作部８０ｂと、スピーカー８０ｃとを備える。表示部８０ａは、例えば、液晶表示パネルまたは有機ＥＬ表示パネルによって構成される。表示部８０ａは、文字、図形、キャラクタ等を表示することで、貯湯式給湯装置１に関する情報をユーザーに報知できる。リモコン８０は、スピーカー８０ｃから音声ガイダンスを出力可能でもよい。
【００４０】
図示を省略するが、リモコン８０以外の他のユーザーインターフェース装置が貯湯式給湯装置１に対して使用可能でもよい。例えば、スマートフォンまたはタブレット端末のような携帯端末と、制御装置７０とが通信可能でもよい。当該携帯端末は、例えば、宅内のネットワークを介して制御装置７０と通信可能でもよいし、住宅に備えられた複数の電気機器を管理するホームエネルギーマネジメントシステムのコントローラのような外部機器を介して通信可能でもよい。また、当該携帯端末がユーザーの外出先から例えばインターネットなどのネットワークを介して制御装置７０と通信可能でもよい。
【００４１】
図２は、実施の形態１の貯湯式給湯装置１における待機状態での回路構成図である。この待機状態とは、蓄熱運転、追焚運転などのいずれの運転も行っていない状態のことである。待機状態では、以下のようになる。循環ポンプ２１、ヒートポンプユニット６０及び浴水ポンプ５２のいずれも停止状態である。三方弁３１は、第一流路形態になるように制御される。これにより、下部流路４０が往き流路４１に連通するとともに、一次出口流路４６が閉鎖される。四方弁３２は、第三流路形態になるように制御される。これにより、戻り流路４２が第三出口流路４８に連通するとともに、第一出口流路４３及び第二出口流路４４が閉鎖される。
【００４２】
図３は、実施の形態１の貯湯式給湯装置１における蓄熱運転のときの回路構成図である。蓄熱運転は、ヒートポンプユニット６０で加熱された湯を貯湯タンク１０に流入させることで貯湯タンク１０に蓄熱する運転である。
【００４３】
蓄熱運転のときには、以下のようになる。循環ポンプ２１及びヒートポンプユニット６０が運転される。三方弁３１は、下部流路４０が往き流路４１に連通する第一流路形態になるように制御される。四方弁３２は、戻り流路４２が第一出口流路４３に連通する第一流路形態になるように制御される。
【００４４】
蓄熱運転では、以下のような回路に水が循環する。貯湯タンク１０の下部から流出した、例えば１０℃の低温水が、下部流路４０、三方弁３１、循環ポンプ２１、往き流路４１を経由して、ヒートポンプユニット６０に導かれ、水−冷媒熱交換器６２において加熱される。その加熱された、例えば６５℃〜９０℃の高温水は、戻り流路４２、四方弁３２、第一出口流路４３を経由して、貯湯タンク１０の上部に流入する。このような蓄熱運転が実行されることで、貯湯タンク１０の内部では、上層から高温水が貯えられていき、この高温水の層が下に向かって徐々に厚くなる。
【００４５】
図４は、実施の形態１の貯湯式給湯装置１における貯湯利用の追焚運転のときの回路構成図である。貯湯利用の追焚運転とは、貯湯タンク１０に貯えられた高温水を利用して、利用側熱交換器２２にて浴水を加熱する運転である。
【００４６】
貯湯利用の追焚運転のときには、以下のようになる。循環ポンプ２１及び浴水ポンプ５２が運転される。ヒートポンプユニット６０は運転を停止しておく。三方弁３１は、一次出口流路４６が往き流路４１に連通する第二流路形態になるように制御される。四方弁３２は、戻り流路４２が第二出口流路４４に連通する第二流路形態になるように制御される。
【００４７】
貯湯利用の追焚運転では、以下のような回路に水が循環する。貯湯タンク１０の上部から流出した高温のタンク水が、一次入口流路４５を通って利用側熱交換器２２に導かれる。このタンク水は、利用側熱交換器２２内で浴水に熱を奪われることで、温度が低下して中温水になる。利用側熱交換器２２の一次流路２２ａを通過した中温のタンク水の温度は、例えば、３０℃〜４０℃程度となる。このタンク水は、一次出口流路４６、三方弁３１、循環ポンプ２１、往き流路４１、ヒートポンプユニット６０の水−冷媒熱交換器６２、戻り流路４２、四方弁３２、第二出口流路４４を経由して、貯湯タンク１０の中部に流入する。貯湯タンク１０内では、高温水の層が徐々に薄くなり、中温水の層が徐々に厚くなる。浴水循環回路５１により、利用側熱交換器２２で加熱された浴水が浴槽５０に戻ることで、浴槽５０内の湯温が上昇する。
【００４８】
貯湯利用の追焚運転のとき、第二逆止弁８２が無いと仮定すると、貯湯タンク１０の中部から回収流路４７を通って一次出口流路４６へ湯が流れる可能性がある。これに対し、本実施の形態であれば、第二逆止弁８２を備えたことで、そのような流れの発生を確実に防止できる。
【００４９】
なお、追焚運転を開始するときには、まず浴水ポンプ５２の運転を開始し、浴槽５０から流出した浴水が利用側熱交換器２２に到達する時間が経過した後、循環ポンプ２１の運転を開始することが好ましい。
【００５０】
図５は、実施の形態１の貯湯式給湯装置１における廃熱回収運転のときの回路構成図である。廃熱回収運転とは、入浴後に浴槽５０に残った浴水が有する廃熱を貯湯タンク１０内に回収する運転である。貯湯タンク１０の下部には、例えば５℃〜２０℃程度の水が給水管２から流入する。ユーザーが入浴を終了した後の浴水の温度は、例えば３０℃から４０℃程度である。廃熱回収運転を行うことで、貯湯タンク１０の下部の低温水を、入浴終了後の浴水の廃熱により加熱して、貯湯タンク１０内に戻すことができる。廃熱回収運転を行うことで、入浴後に浴槽５０に残った浴水の廃熱を再利用することが可能となるので、省エネルギーの効果が得られる。
【００５１】
廃熱回収運転のときには、以下のようになる。循環ポンプ２１及び浴水ポンプ５２が運転される。浴水循環回路５１に浴水が循環する。ヒートポンプユニット６０は運転を停止しておく。三方弁３１は、下部流路４０が往き流路４１に連通する第一流路形態になるように制御される。四方弁３２は、戻り流路４２が第三出口流路４８に連通する第三流路形態になるように制御される。
【００５２】
廃熱回収運転では、以下のような回路に水が循環する。貯湯タンク１０の下部から流出した低温水が、下部流路４０、三方弁３１、循環ポンプ２１、往き流路４１、ヒートポンプユニット６０の水−冷媒熱交換器６２、戻り流路４２、四方弁３２、第三出口流路４８、第二分岐部４５ａを経由し、利用側熱交換器２２の一次流路２２ａに流入する。利用側熱交換器２２の二次流路２２ｂには、入浴終了後の浴槽５０から浴水が循環している。利用側熱交換器２２に流入した低温のタンク水は、浴水の熱を受け取ることで、温度が上昇し、例えば３０℃程度の中温水になる。この中温水は、利用側熱交換器２２から、第一分岐部４６ａ、回収流路４７を経由して、貯湯タンク１０の中部に流入し、貯留される。
【００５３】
浴水循環回路５１により、利用側熱交換器２２にて冷却された浴水が浴槽５０に戻ることで、浴槽５０内の浴水の温度は低下する。制御装置７０は、浴水温度センサ５３の検出温度が、基準の温度以下になった時点で、循環ポンプ２１及び浴水ポンプ５２を停止し、廃熱回収運転を終了してもよい。
【００５４】
廃熱回収運転のとき、第一逆止弁８１が無いと仮定すると、第三出口流路４８を出た低温水が、第二分岐部４５ａから一次入口流路４５を逆流して貯湯タンク１０の上部に流入する可能性がある。これに対し、本実施の形態であれば、第一逆止弁８１を備えたことで、そのような逆流の発生を確実に防止できる。
【００５５】
本実施の形態であれば、貯湯式給湯装置１の基本的な機能である蓄熱運転及び追焚運転に使用する部品構成を利用して廃熱回収運転を実行できる。すなわち、廃熱回収運転を行うためだけの熱交換器または切替弁のような新たな部品を追加する必要がない。本実施の形態であれば、熱媒体となるタンク水の回路において循環ポンプ２１、三方弁３１、四方弁３２をそれぞれ１個ずつ使用した構成で、上述した複数の運転を切り替えることができる。このため、多様な機能を有する貯湯式給湯装置１を、低廉な製品原価にて実現できる。
【００５６】
本実施の形態であれば、第一逆止弁８１及び第二逆止弁８２を用いたことで、流路切替手段を簡易な構成にできる。第一逆止弁８１及び第二逆止弁８２は、流路切替弁に比べて低コストである。第一逆止弁８１及び第二逆止弁８２は自動的に作動するので、制御装置７０が第一逆止弁８１及び第二逆止弁８２を制御する必要がない。
【００５７】
本実施の形態では、廃熱回収運転と洗浄運転とを同時並行で実行することが可能である。図５に示す廃熱回収運転において、空気電磁弁９４が閉じられ、気泡発生装置９３にて気泡が発生しないようにすると、洗浄運転を伴わずに廃熱回収運転が実行されている状態となる。この状態から、空気電磁弁９４を開いて気泡発生装置９３にて気泡を発生させると、廃熱回収運転と洗浄運転とを同時並行で実行している状態となる。
【００５８】
本実施の形態において制御装置７０は、熱回収洗浄モードで貯湯式給湯装置１を運転させることができる。熱回収洗浄モードは、廃熱回収運転と洗浄運転とを連携させる運転モードである。本実施の形態における熱回収洗浄モードは、第一熱回収洗浄モード及び第二熱回収洗浄モードの一方または両方を含む。第一熱回収洗浄モードは、廃熱回収運転を開始した後に洗浄運転を開始する運転モードである。第二熱回収洗浄モードは、廃熱回収運転及び洗浄運転を同時期に開始する運転モードである。
【００５９】
本実施の形態であれば、熱回収洗浄モードを備えたことで、以下の効果が得られる。廃熱回収運転と洗浄運転とを同時並行で実行できるので、廃熱回収運転及び洗浄運転の両方を短時間のうちに済ませることができる。廃熱回収運転と洗浄運転とが連携するので、ユーザーが廃熱回収運転と洗浄運転とを別々に設定操作するような煩わしさがなく、優れた利便性が得られる。
【００６０】
貯湯式給湯装置１は、熱回収洗浄モードの運転を開始させるユーザー操作を受け付ける手段を備えてもよい。例えば、ユーザーがリモコン８０に対して所定の操作をした場合に、制御装置７０が熱回収洗浄モードの運転を開始するように制御してもよい。
【００６１】
制御装置７０は、熱回収洗浄モードの運転が実施可能な状況であるかどうかを、例えば以下のようにして判断してもよい。制御装置７０は、浴水ポンプ５２を運転した後、浴水循環回路５１に設置された水流検出センサ９２が、所定時間内に水流ありを検出するか否かによって、熱回収洗浄モードの運転の可否を判断してもよい。水流検出センサ９２が上記所定時間内に水流ありを検出しない場合には、浴槽５０内の浴水が少ない、あるいは浴槽５０内に浴水がない、と考えられるため、制御装置７０は、熱回収洗浄モードの運転を中止する。
【００６２】
本実施の形態では、浴水ポンプ５２を運転することで、浴槽５０内の浴水の温度を浴水温度センサ５３により検出できる。この場合、浴水ポンプ５２を運転し、浴槽５０内の浴水が浴水温度センサ５３に到達するまで時間（例えば３０秒間）が経過したときの浴水温度センサ５３の検出温度を、浴槽５０内の浴水の温度とみなすことができる。制御装置７０は、浴槽５０内の浴水の温度が所定値（例えば３５℃）以上である場合に、熱回収洗浄モードの運転が可能であると判断してもよい。廃熱回収運転の実行中に浴槽５０内の浴水が上記所定値未満になった場合には、制御装置７０は、廃熱回収運転を終了してもよい。また、熱回収洗浄モードの開始時に浴槽５０内の浴水の温度が上記所定値未満である場合には、制御装置７０は、廃熱回収運転を中止し、洗浄運転のみを実行してもよい。
【００６３】
本実施の形態では、廃熱回収運転により加熱される対象となるタンク水の温度を、貯湯タンク１０の下部に設置された貯湯温度センサ１２により検出できる。制御装置７０は、浴槽５０内の浴水の温度から、廃熱回収運転により加熱される対象となるタンク水の温度を引いた温度差に基づいて、熱回収洗浄モードの運転の可否を判断してもよい。廃熱回収運転の実行中に上記温度差が基準に比べて小さくなった場合には、制御装置７０は、廃熱回収運転を終了してもよい。また、熱回収洗浄モードの開始時に上記温度差が上記基準に比べて小さい場合には、廃熱回収運転により回収できる熱量が僅かであると考えられるので、制御装置７０は、廃熱回収運転を中止し、洗浄運転のみを実行してもよい。
【００６４】
制御装置７０は、水位センサ９１で検出される浴槽水位の低下に基づいて、ユーザーが浴槽５０の排水栓（図示省略）を開けたかどうか、すなわち浴槽５０の排水が開始したかどうかを検出し、熱回収洗浄モードの運転を自動的に開始してもよい。例えば、浴槽５０への湯張り完了後の水位に対する水位低下量が基準に比べて大きくなった場合には、全員の入浴が終わってユーザーが浴槽５０の排水栓を開けたと判断できるので、制御装置７０が熱回収洗浄モードの運転を開始してもよい。この場合、浴槽水位が徐々に低下していくので、熱回収洗浄モードの運転を実施できる時間には限りがある。本実施の形態であれば、廃熱回収運転及び洗浄運転を同時並行で実行できるので、その限られた時間において、廃熱回収の効果及び洗浄の効果を十分に得ることが可能となる。なお、この場合には、廃熱回収運転及び洗浄運転を同時期に開始する第二熱回収洗浄モードの運転を行うことがより好ましい。これにより、限られた時間において洗浄運転の時間を十分に確保できる。
【００６５】
廃熱回収運転を開始した後に洗浄運転を開始する第一熱回収洗浄モードと、廃熱回収運転及び洗浄運転を同時期に開始する第二熱回収洗浄モードとの双方を貯湯式給湯装置１が備える場合には、第一熱回収洗浄モードを実施するか第二熱回収洗浄モードを実施するかをユーザーが選択可能となるように構成することが望ましい。例えば、ユーザーがリモコン８０を操作することで、第一熱回収洗浄モードを実施するか第二熱回収洗浄モードを実施するかを事前に選択できるように構成すればよい。
【００６６】
第一熱回収洗浄モードにおいては、以下のようになる。当初は、洗浄運転を伴わずに廃熱回収運転が実行される。その後、洗浄運転が開始され、廃熱回収運転及び洗浄運転が並行して実行される。その後は、廃熱回収運転が洗浄運転より先に終了してもよいし、洗浄運転が廃熱回収運転より先に終了してもよいし、廃熱回収運転及び洗浄運転が同時に終了してもよい。
【００６７】
第二熱回収洗浄モードにおいては、廃熱回収運転が洗浄運転より先に終了してもよいし、洗浄運転が廃熱回収運転より先に終了してもよいし、廃熱回収運転及び洗浄運転が同時に終了してもよい。
【００６８】
第一熱回収洗浄モードを実施するか第二熱回収洗浄モードを実施するかを制御装置７０が自動で判断する機能を有してもよい。例えば、浴槽５０の排水栓から排水しながら運転する場合には運転時間に限りがあるので、制御装置７０が第二熱回収洗浄モードを選択してもよい。一方、浴槽５０の排水栓が開かれていない状態で運転する場合には運転時間を比較的長くできるので、制御装置７０が第一熱回収洗浄モードを選択してもよい。
【００６９】
貯湯式給湯装置１は、熱回収洗浄モードを実施するか否かをユーザーが選択可能とする手段を備えることが望ましい。例えば、ユーザーがリモコン８０を操作することで、熱回収洗浄モードを実施するか否かを事前に選択できるように構成すればよい。これにより、ユーザーは、浴槽５０内の浴水を例えば洗濯に利用する予定があるような場合には、熱回収洗浄モードの実施を容易に停止することができる。
【００７０】
熱回収洗浄モードの運転を開始する時刻をユーザーが予約できるように構成してもよい。例えば、ユーザーがリモコン８０を操作することで熱回収洗浄モードの運転を開始する時刻を予約できるように構成してもよい。当該予約がなされた場合には、制御装置７０は、予約された開始時刻になると、熱回収洗浄モードの運転を自動で開始する。
【００７１】
貯湯式給湯装置１は、廃熱回収運転及び洗浄運転の少なくとも一方が実行されているときに当該運転が実行されていることをユーザーに報知する手段を備えることが望ましい。当該報知は、例えば、リモコン８０の表示部８０ａの表示、あるいはスピーカー８０ｃからの音声ガイダンスによって行うことができる。そのようにすることで、ユーザーが貯湯式給湯装置１の動作状態を容易に確認できるようになり、ユーザーの使い勝手が向上する。
【符号の説明】
【００７２】
１  貯湯式給湯装置、  １０  貯湯タンク、  ２０  貯湯タンクユニット、  ２１  循環ポンプ、  ２２  利用側熱交換器、  ３１  三方弁、  ３２  四方弁、  ４０  下部流路、  ４１  往き流路、  ４２  戻り流路、  ４３  第一出口流路、  ４４  第二出口流路、  ４５  一次入口流路、  ４６  一次出口流路、  ４７  回収流路、  ４８  第三出口流路、  ５０  浴槽、  ５１  浴水循環回路、  ５２  浴水ポンプ、  ５３  浴水温度センサ、  ６０  ヒートポンプユニット、  ７０  制御装置、  ８０  リモコン、  ８１  第一逆止弁、  ８２  第二逆止弁、  ９１  水位センサ、  ９２  水流検出センサ、  ９３  気泡発生装置、  ９４  空気電磁弁
【図１】
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【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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