(57)【要約】【課題】ＣＯＰを向上させた省エネ効果の高い貯湯式給湯装置を提供することを目的とする。【解決手段】給湯装置１００は、水または湯水を加熱するヒートポンプユニット１１０と、湯水を貯湯する貯湯槽１３２と、浴槽２００の浴水の湯温を検知する浴槽温度センサ１６６と、浴槽２００の浴水の水位を検知する浴槽水位センサ１６８と、貯湯槽１３２と給水配管１３８と浴槽２００とに接続された差し湯配管（湯張り配管１８０）と、浴水の湯温低下と水位低下を同時に検知した場合に、貯湯槽１３２内の湯水および給水を混合して生成した差し湯を差し湯配管１８６から浴槽２００に供給する制御部１７２と、浴水の湯温と水位から差し湯の提供温度および提供量を算出する演算部１７４と、を備えることを特徴とする。【選択図】図１
2011021853.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
水または湯水を加熱する湯水生成装置と、
前記湯水を貯湯する貯湯槽と、
浴槽の浴水の湯温を検知する浴槽温度センサと、
前記浴槽の浴水の水位を検知する浴槽水位センサと、
前記貯湯槽と給水配管と前記浴槽とに接続された差し湯配管と、
前記浴水の湯温低下と水位低下を同時に検知した場合に、前記貯湯槽内の湯水および給水を混合して生成した差し湯を前記差し湯配管から前記浴槽に供給する制御部と、
前記浴水の湯温と水位から差し湯の提供温度および提供量を算出する演算部と、
を備えることを特徴とする貯湯式給湯装置。
【請求項２】
水または湯水を加熱する湯水生成装置と、
前記湯水を貯湯する貯湯槽と、
浴槽の浴水の湯温を検知する浴槽温度センサと、
前記浴槽の浴水の水位を検知する浴槽水位センサと、
前記浴槽と追いだき熱交換器とに環状に接続された循環配管と、
前記貯湯槽と前記循環配管とに接続された差し湯配管と、
前記浴水の湯温低下と水位低下を同時に検知した場合に、前記貯湯槽内の湯水を前記循環配管内を流れる浴槽の浴水に混合して生成した差し湯を該循環配管から前記浴槽に供給する制御部と、
前記浴水の湯温と水位から前記浴槽の浴水と前記貯湯槽の湯水との混合比率を算出する演算部と、
を備えることを特徴とする貯湯式給湯装置。
【請求項３】
前記循環配管は、前記追いだき熱交換器を迂回するバイパス配管を有し、
前記差し湯配管は、前記バイパス配管より前記浴槽側に接続されることを特徴とする請求項２に記載の貯湯式給湯装置。
【請求項４】
前記差し湯配管は、前記循環配管上に配置された循環ポンプの上流側に接続されることを特徴とする請求項２に記載の貯湯式給湯装置。
【請求項５】
当該貯湯式給湯装置は、浴室内の人物を検知する人感センサをさらに備え、
前記制御部は、前記人感センサが人物を検知した場合に、前記差し湯の供給または該差し湯の報知のいずれか一方または両方を行うことを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の貯湯式給湯装置。
【請求項６】
前記湯水生成装置はヒートポンプであることを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載の貯湯式給湯装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、水を加熱して生成した湯水を貯湯し、貯湯した湯水を浴槽などの給湯設備に供給する貯湯式給湯装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、住宅等における熱源の一つとして、湯水（温水）を貯湯槽（貯湯タンクと称されることもある。）に貯湯しておき、必要に応じて貯湯槽から給湯設備等に供給する貯湯式給湯装置の普及が進んでいる。従来は熱源として電気やガスなどのエネルギーを用いて直接的に熱を用いていたところ、住宅等で使用される熱の温度が必ずしも数百度といった高温ではなく、例えば風呂やシャワーでは４０℃程度、台所の湯沸かし器でも８０℃〜９０℃程度、床暖房でも３５℃〜５５℃程度である。したがって、水を十分に熱媒体として利用することができ、これに蓄熱することにより、熱の受給に時間差を設けたり、排熱の回収を行うことによって効率の向上を図ったりすることができる。
【０００３】
このような給湯装置における湯水生成装置として、ヒートポンプの普及が進んでいる。ヒートポンプは内部に熱媒体（冷媒）が循環しており、熱媒体を電力を利用して循環させることにより、空気熱とポンプ仕事をあわせた熱量で水を加熱することができるため、高い効率で湯水を生成することができる。さらに、水を蓄熱材として熱の受給に時間差を設けることができるため、安価な夜間電力を利用して生成した湯水を貯湯槽に貯湯し、貯湯された湯水を日中使用すれば、使用者（需要家）は電気に要するコストを削減することができる。
【０００４】
例えば、特許文献１には、ヒートポンプを用いた、温水暖房、風呂追いだきなどの複数の機能を有する貯湯式給湯器が開示されている。特許文献１の技術によれば、同じ温水を熱源とした１つの循環回路に暖房熱交換器や風呂熱交換器など複数の熱交換器を配置することで、軽量、コンパクトで安価な貯湯式給湯器を提供できるとされている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００５−９０９０８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上述したように安価な夜間電力を用いることでコストの削減を可能とする貯湯式給湯装置であっても、さらなる省エネルギー推進のためにはＣＯＰ（Coefficient Of Performance：成績係数）を向上させる必要がある。ここでヒートポンプにおいては、被加熱流体の出口温度が一定なら入口温度が低いほどＣＯＰがよい。このことを貯湯式給湯装置の湯水生成装置にあてはめると、中温水を高温水に加熱するよりも、低温水を高温水に加熱するほうがＣＯＰが良いことがわかっている。
【０００７】
ところで、家庭で用いられる貯湯式給湯装置においては、台所などへの給湯のほか、風呂への給湯も行われる。そして風呂では、空の状態から湯張りする場合のほか、足し湯や追いだきが行われる。足し湯は設定温度の湯を供給するものであるから、初期の湯張りと同等のＣＯＰで運転することが可能である。しかし、追いだきは現在浴槽にある中温水を更に加熱するものであるため、ＣＯＰが低下してしまうという問題がある。
【０００８】
詳しくは、一般に貯湯式給湯装置における追いだきは、浴槽から抜き出した浴水と、貯湯槽から抜き出した高温水とを、まぜることなく熱交換することによって行われる。特許文献１に記載の貯湯式給湯装置においても、貯湯槽の上部（高温域）から下部（低温域）に循環する循環回路と、浴槽から出て浴槽に戻る風呂追いだき回路との間で熱交換を行っている。すると、貯湯槽の上部から出た高温水は、浴水によって冷やされて貯湯槽の下部に戻るが、浴水が中温であるため当然に中温にまでしか下がらず、貯湯槽の下部に中温の水が戻されてしまう。すると以後ヒートポンプによって加熱を行う際に、低温側の温度が上がっているために、ＣＯＰが低下してしまう。
【０００９】
本発明は、このような課題に鑑み、さらにＣＯＰを向上させた省エネ効果の高い貯湯式給湯装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記課題を解決するために発明者は、熱交換による追いだきを回避しうる可能性について検討した。そして追いだきは湯温が下がってしまっている場合に行われるが、そのような場合には湯量も不足している場合が極めて多いことに着眼した。たとえば前回の入浴から時間をあけて残り湯を追いだきして入浴しようとした場合、たいがいは先の入浴や洗濯利用などによって湯量が不足している。また入浴中に追いだきをしようとする場合も、体を洗うために湯が消費されている場合が極めて多い。さらに近年の風呂の制御においては自動モードが発達しており、設定水位に達しない場合には自動的に足し湯を行っている。
【００１１】
すなわち現在のところ、設定水位に達しない場合には足し湯が行われ、設定湯温に達しない場合には追いだきが行われるが、これらの制御は独立並行して個別に行われている。このうち、上述したように、足し湯は問題ないが、追いだきがＣＯＰ低下の原因となっている。そこで、双方の制御を連系し、設定温度より高温の足し湯（差し湯）によって湯温を設定温度まで上昇させれば追いだきを削減しうることに想到し、さらに検討を重ねて、本発明を完成するに至った。
【００１２】
そこで本発明にかかる貯湯式給湯装置の代表的な構成は、水または湯水を加熱する湯水生成装置と、湯水を貯湯する貯湯槽と、浴槽の浴水の湯温を検知する浴槽温度センサと、浴槽の浴水の水位を検知する浴槽水位センサと、貯湯槽と給水配管と浴槽とに接続された差し湯配管と、浴水の湯温低下と水位低下を同時に検知した場合に、貯湯槽内の湯水および給水を混合して生成した差し湯を差し湯配管から浴槽に供給する制御部と、浴水の湯温と水位から差し湯の提供温度および提供量を算出する演算部と、を備えることを特徴とする。
【００１３】
上記構成によれば、追いだき熱交換器の使用を抑えて、差し湯による熱量の追加によって浴水の温度を上昇させることができる。したがって、熱交換によって浴水を加熱する場合と比較して、貯湯槽下部の低温域の温度上昇を抑えることができるため、以後のヒートポンプのＣＯＰの低下を防ぎ、省エネ効果の高い貯湯式給湯装置を提供することが可能となる。
【００１４】
本発明にかかる貯湯式給湯装置の他の代表的な構成は、水または湯水を加熱する湯水生成装置と、湯水を貯湯する貯湯槽と、浴槽の浴水の湯温を検知する浴槽温度センサと、浴槽の浴水の水位を検知する浴槽水位センサと、浴槽と追いだき熱交換器とに環状に接続された循環配管と、貯湯槽と循環配管とに接続された差し湯配管と、浴水の湯温低下と水位低下を同時に検知した場合に、貯湯槽内の湯水を循環配管内を流れる浴槽の浴水に混合して生成した差し湯を循環配管から浴槽に供給する制御部と、浴水の湯温と水位から浴槽の浴水と貯湯槽の湯水との混合比率を算出する演算部と、を備えることを特徴とする。
【００１５】
上記構成によれば、追いだき熱交換器の使用を抑えて、差し湯による熱量の追加によって浴水の温度を上昇させることができる。したがって、熱交換によって浴水を加熱する場合と比較して、貯湯槽下部の低温域の温度上昇を抑えることができるため、以後のヒートポンプのＣＯＰの低下を防ぎ、省エネ効果の高い貯湯式給湯装置を提供することが可能となる。そして特に、浴水に直接貯湯槽上部の高温水を混合することにより、浴槽で増加する湯量を極力抑えることができる。
【００１６】
循環配管は、追いだき熱交換器を迂回するバイパス配管を有し、差し湯配管は、バイパス配管より浴槽側に接続されてもよい。これによれば、差し湯がされた浴水は追いだき熱交換器内を通過しないため、追いだき熱交換器による熱量の喪失を防ぐことができる。したがって、効率よく差し湯による浴槽の浴水への熱量の追加が可能となる。
【００１７】
差し湯配管は、循環配管上に配置された循環ポンプの上流側に接続されてもよい。これにより、貯湯槽内の高温水を循環配管上の循環ポンプによって供給することができる。したがって、差し湯を供給するための新たなポンプを設置する必要がなく、当該貯湯式給湯装置のコスト上昇を抑えることができる。
【００１８】
当該貯湯式給湯装置は、浴室内の人物を検知する人感センサをさらに備え、制御部は、人感センサが人物を検知した場合に、差し湯の供給または差し湯の報知のいずれか一方または両方を行うとしてもよい。
【００１９】
上記構成によれば、人物が浴室に入室したと同時に差し湯を開始したり、または差し湯を開始することを促したりできるため、利用者が温度の低下した浴槽へ入ることを防止でき、また不必要に浴槽の湯を適量適温に維持する必要がない。これらにより、当該貯湯式給湯装置の利便性および省エネ効果をさらに向上させることができる。
【００２０】
湯水生成装置はヒートポンプであるとよい。ヒートポンプは、空気熱とポンプ仕事をあわせた熱量で水を加熱することができるため、高い効率で湯水を生成することができる。したがって、化石燃料等を燃焼する従来の給湯器と比較し、省エネルギーを推進し、二酸化炭素排出量を削減することが可能である。
【発明の効果】
【００２１】
本発明によれば、ＣＯＰを向上させた省エネ効果の高い貯湯式給湯装置を提供することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】第１実施形態にかかる貯湯式給湯装置の構成を説明する図である。
【図２】給湯装置の運転時の動作を説明するフローチャートである。
【図３】差し湯処理を説明するフローチャートである。
【図４】第２実施形態にかかる貯湯式給送装置の構成を説明する図である。
【図５】第２実施形態にかかる差し湯処理を説明するフローチャートである。
【図６】第３実施形態にかかる貯湯式給湯装置の特徴点を説明する図である。
【図７】第３実施形態にかかる給湯装置の運転時の動作を説明するフローチャートである。
【図８】第３実施形態にかかる給湯装置の運転時の動作を説明するフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
以下に添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。かかる実施形態に示す寸法、材料、その他具体的な数値などは、発明の理解を容易とするための例示に過ぎず、特に断る場合を除き、本発明を限定するものではない。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能、構成を有する要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略し、また本発明に直接関係のない要素は図示を省略する。
【００２４】
なお以下の説明においては、湯水生成装置としてヒートポンプを備えたヒートポンプ式給湯装置を貯湯式給湯装置として例示するが、これに限らず、湯水を一時的にタンク等に貯湯し、貯湯されている湯水を供給する貯湯式の給湯装置であればよい。
【００２５】
[第１実施形態]
図１は第１実施形態にかかる貯湯式給湯装置の構成を説明する図である。図１において黒色の太い実線は熱媒体が循環する配管を表しており、白抜きの線は水または湯水が流通する配管を示している。図１に示すように、貯湯式給湯装置（以下、給湯装置１００と称する）は、湯水生成装置であるヒートポンプユニット１１０と、貯湯ユニット１３０から構成される。
【００２６】
ヒートポンプユニット１１０は、内部に自然冷媒である二酸化炭素（以下、熱媒体と称する）が循環しており、熱媒体の熱を用いて水または湯水を加熱する。またヒートポンプユニット１１０は、貯湯槽１３２の下部から低温水を抜き出し、加熱して生成した高温水を貯湯槽１３２の上部へと戻す。かかるヒートポンプユニット１１０は熱交換サイクルを利用しているため、省エネルギーおよび二酸化炭素排出量の削減が可能である。したがって、当該給湯装置１００を、従来の燃焼式給湯装置よりも環境負荷が低減された給湯装置とすることができる。
【００２７】
上述したように、本実施形態では熱媒体として自然冷媒である二酸化炭素を用いるため、ヒートポンプユニット１１０は、後述する圧縮機１１４による圧縮過程と、凝縮器１１６による放熱過程の間に、熱媒体が超臨界状態となる超臨界サイクルを行う。超臨界サイクルは高圧で動作し、動作温度範囲内で相変化（気液変化）を行わないために、自由で幅の広い温度範囲と大きな熱搬送を設定することができる。また二酸化炭素は自然冷媒であるため、環境に対して無害である。したがって、環境への負荷を低減することが可能となる。
【００２８】
かかるヒートポンプユニット１１０は、蒸発器１１２と、圧縮機１１４と、凝縮器１１６と、膨張弁１１８とを含んで構成される。
【００２９】
蒸発器１１２は、ヒートポンプユニット１１０内を循環する熱媒体と外気との熱交換を行う。かかる蒸発器１１２は空気熱交換器とも呼ばれる。これにより、熱媒体は、外気（大気中）の熱を吸熱して蒸発し、水を加熱するための熱を得ることができる。
【００３０】
圧縮機１１４は、外気の熱を吸熱して蒸発した熱媒体を電力を利用して圧縮する。これにより、熱媒体は高圧状態となり高熱を発生し、かかる熱を用いて後述する凝縮器１１６において水を加熱することが可能となる。
【００３１】
凝縮器１１６は、後述する貯湯槽１３２から供給された水と熱交換してこれを加熱し、高温の湯水（高温水）を生成する。かかる凝縮器１１６は水熱交換器とも呼ばれる。凝縮器１１６は、圧縮機１１４により圧縮されて高温となった熱媒体と、貯湯槽１３２から供給された水との熱交換を行う。これにより、熱媒体の熱を用いて水を加熱し湯水を生成することができる。
【００３２】
膨張弁１１８は、凝縮器１１６において水と熱交換を行った後の熱媒体を減圧状態とし、膨張冷却する。これにより、かかる熱媒体が再度外気の熱を吸収することが可能となり、熱媒体を再利用することができる。なお、本実施形態では膨張弁１１８として膨張弁を用いるが、これに限定されるものではなく、水と熱交換を行った後の熱媒体を膨張冷却できるものであればよい。
【００３３】
貯湯ユニット１３０は、ヒートポンプユニット１１０により生成された湯水を貯湯し、使用者が必要とするときに、浴槽２００や、台所、洗面所等の給湯設備（図示せず）に湯水を供給する。かかる貯湯ユニット１３０は、貯湯槽１３２と、追いだき熱交換器１５０と、制御装置１７０と、浴室リモコン１７８と、複数の配管とを含んで構成される。
【００３４】
貯湯槽１３２は、ヒートポンプユニット１１０によって生成された湯水を貯湯する。貯湯槽１３２に貯湯される湯水には温度分布があり、貯湯槽１３２の上方になるにつれ、高温の湯水が貯湯されている。そこで貯湯槽１３２には不図示の温度センサが設けられており、制御装置１７０は所定の高さ（または複数の高さ）の温度を測定することにより、所定量の高温水が蓄積されているか否かを判断する。
【００３５】
追いだき熱交換器１５０は、給湯設備から浴槽２００に供給された浴水を追いだきして加熱するための熱交換器である。かかる追いだき熱交換器１５０は、貯湯槽１３２の上部より送出された湯水と、浴槽２００に貯湯された浴水との熱交換を行う。これにより、貯湯槽１３２内の上部に滞留する高温の湯水の熱を用いて浴槽２００の湯水を加熱し、かかる湯水の追いだきを行うことができる。
【００３６】
制御装置１７０は、制御部１７２、演算部１７４、および装置メモリ１７６から構成される。制御部１７２は、中央処理装置（ＣＰＵ）を含んで構成され、貯湯ユニット１３０全体の動作を制御する。例えば、浴水の湯温低下と水位低下を同時に検知した場合に、貯湯槽１３２内の湯水および給水を混合して生成した差し湯を湯張り配管１８０（本実施形態では差し湯配管を兼ねている）から浴槽に供給する。演算部１７４は、後述するように、浴槽温度センサ１６６および浴槽水位センサ１６８から受信した、浴水の湯温および水位に基づいて、差し湯の提供温度および提供量を算出する。装置メモリ１７６は、ＲＯＭ、ＲＡＭ、ＥＥＰＲＯＭ、不揮発性ＲＡＭ、フラッシュメモリ、ＨＤＤ等からなる記録媒体である。装置メモリ１７６は、浴槽の浴水の設定温度や、設定水位、および浴槽の容量等を記憶している。
【００３７】
浴室リモコン１７８は、浴室内の利用者からの操作を受けつける。また、浴室リモコン１７８は不図示の表示パネルを備えており、利用者に対して現在の運転状況を表示する。また浴室リモコン１７８にはスピーカを備えていてもよく、音声やメロディを出力して利用者に各種の報知を行ったり、キッチンなどの離れた場所との通話機能を提供したりすることができる。
【００３８】
貯湯ユニット１３０内の主たる配管としては、給水配管１３８と、給湯配管１４０と、出湯配管１４２と、追いだき配管１４４と、混合配管１４８と、循環配管１５４と、湯張り配管１８０と、が設けられている。
【００３９】
給水配管１３８は、貯湯槽１３２の下部に接続され、貯湯槽１３２内に補充用の水（給水）を供給する。一般に水道事業者による給水には高めの給水圧がかけられているため、給水配管１３８には減圧弁１３６が備えられている。給水配管１３８による給水の供給量は、貯湯槽１３２の湯水の消費量に従う。また、給水配管１３８は混合弁１６２に接続される。混合弁１６２は開度を調節することができ、貯湯槽１３２からの湯水または給水配管１３８からの給水を混合する比率を変更することにより、適温の湯水を生成する。
【００４０】
給湯配管１４０は貯湯槽１３２の下部から凝縮器１１６に接続された送り配管１４０ａと、凝縮器１１６から貯湯槽１３２の上部に接続された戻り配管１４０ｂとからなる。１４０上には給湯ポンプ１３４が設けられており、ヒートポンプユニット１１０を稼働させながら給湯ポンプ１３４によって低温水（水または湯水）を循環させることにより、貯湯槽１３２内に高温水が蓄積される。
【００４１】
出湯配管１４２は貯湯槽１３２に接続され、蓄熱槽１３２上方の湯水を混合弁１６２および追いだき配管１４４に供給する配管である。貯湯槽１３２には減圧された給水圧がかかっており、貯湯槽１３２の上部から湯水を混合弁１６２へと送り出し混合させる。
【００４２】
追いだき配管１４４は、出湯配管１４２から、追いだき熱交換器１５０を通って、貯湯槽１３２の下部に循環する経路である。追いだき配管１４４上には追いだきポンプ１５２が設けられ、当該給湯装置１００が浴槽２００の湯水の追いだきをする際に、貯湯槽１３２に貯湯された湯水を熱源として追いだき熱交換器１５０に循環させる。
【００４３】
混合配管１４８は、混合弁１６２に接続され、混合弁１６２によって適温に調節された湯水を不図示の給湯設備に供給する。
【００４４】
循環配管１５４は、浴槽２００から出て、追いだき熱交換器１５０を通って、浴槽２００に戻る循環経路である。循環配管１５４上には循環ポンプ１６４が設けられており、浴槽２００の浴水を追いだき熱交換器１５０へと送出し循環させる。また循環配管１５４上には、循環配管１５４内の浴水の湯温を検知する浴槽温度センサ１６６と、循環配管１５４内の浴水の水圧を検知する浴槽水位センサ１６８とが備えられている。浴槽温度センサ１６６は追いだき熱交換器１５０より上流側に配置されており、正確を期するために、循環ポンプ１６４を稼働させて浴水を循環させてから温度検知を行う。浴槽水位センサ１６８が水圧を検知する際には、浴水を循環させる必要はない。検知された温度および水圧は、制御装置１７０へと伝達される。浴槽水位センサ１６８が検知した水圧は、制御装置１７０において水位に変換される。
【００４５】
湯張り配管１８０は本実施形態において差し湯配管を兼ねており、貯湯槽１３２と、給水配管１３８と、浴槽２００とに接続されている。なお貯湯槽１３２と給水配管１３８に対しては、湯張り弁１８２を介して接続されている。湯張り配管１８０は、浴槽２００に対し、制御部１７２の制御によって、貯湯槽１３２内の湯水と給水とを混合して生成した差し湯を送出する。
【００４６】
上記構成の給湯装置１００の動作について説明する。
【００４７】
まず、従来通りの「追いだき運転」について説明すれば、循環ポンプ１６４によって循環配管１５４内に浴槽２００から取り出した浴水を循環させつつ、追いだきポンプ１５２によって追いだき配管１４４内に貯湯槽から高温水を循環させる。すると追いだき熱交換器１５０において、浴水と高温水との間で熱交換が行われ、浴水が加熱される。
【００４８】
しかし上述したように、追いだき配管１４４から貯湯槽１３２の下部に戻る水は、浴水の温度までしか低下していない。このため貯湯槽１３２全体の温度が上昇し、以後の加熱においてヒートポンプのＣＯＰが低下してしまう。すなわち、追いだき運転の頻度が高くなるほど、湯水生成装置１００の効率を低下させることになる。
【００４９】
そこで、本実施形態にかかる給湯装置１００では、所定の条件下では差し湯によって浴水の温度を上昇させることで、追いだき運転の頻度を低減させる。
【００５０】
図２は給湯装置１００の運転時の動作を説明するフローチャート、図３は差し湯処理を説明するフローチャートである。
【００５１】
浴槽２００に既に湯がある状態において、利用者が浴室リモコン１７８を操作して給湯装置１００の動作（自動モード）を開始すると、図２に示すように、Ｓ１０２において制御部１７２は、浴槽水位センサ１６８から水位（水圧）を取得する。次にＳ１０４において制御部１７２は、浴槽温度センサ１６６から循環配管１５４内の浴水の湯温を取得する。なお上記したように、湯温を取得する前には、循環ポンプ１６４によって所定量の浴水を循環させる。
【００５２】
そしてＳ１０６において制御部１７２は、取得した水位と設定水位、取得した湯温と設定湯温を比較し、湯温と水位が低下不足しているか否かを判断する。Ｓ１０６において制御部１７２は、いずれも足りている場合にはそのまま終了する。湯温は足りているが水位のみが不足していると判断した場合、Ｓ１０８において足し湯処理を行う。足し湯処理は、湯張り弁１８２において貯湯槽１３２の高温水と給水とを混合し、設定温度の湯を生成して浴槽２００へと供給する処理である。水位は足りているが湯温のみが不足していると判断した場合、Ｓ１１０において追いだき処理を行う。追いだき処理は、追いだき熱交換器１５０において浴水と高温水との間で熱交換し、浴水を加熱する処理である。
【００５３】
そしてＳ１０６において制御部１７２は、水位と湯温の両方が不足していると判断した場合には、Ｓ１１２において差し湯処理を行う。
【００５４】
図３に示すように、差し湯処理を行う場合、Ｓ２０２において演算部１７４は、取得した水位と湯温から、差し湯の提供温度と提供量を算出する。ここで提供温度とは設定温度より高温であって、浴水と混合して浴槽２００全体の温度を上昇させる温度である。ただしあまりに高温の湯を入れると利用者が浴槽２００に入りにくいため、上限（例えば４５℃）を設けることが好ましい。提供温度としては、設定水位まで差し湯をしたときに浴槽２００全体が設定温度になる温度としてもよい。ただし、差し湯処理においては増加する水量が少ない方が好ましいため、基本的には提供温度は上限の温度とする。
【００５５】
次に、Ｓ２０４において制御部１７２は、湯張り弁１８２を制御して貯湯槽１３２内の高温水と給水とを混合し、演算部１７４が算出した提供温度の差し湯を生成する。そして、Ｓ２０６において制御部１７２は水位を検知し、Ｓ２０４において生成した差し湯を設定水位になるまで湯張り配管１８０を通じて浴槽２００へ供給する。
【００５６】
Ｓ２０８において制御部１７２は湯温を検知し、現在の温度が設定温度未満か否か判断する。Ｓ２０８において浴水の温度が設定温度未満ではなかった場合、浴水は設定水位および設定温度に再調整されたとして、一連の処理を終了する。一方、Ｓ２０８において浴水の温度が設定温度未満であった場合、Ｓ２１０において制御部１７２は、不足する湯温を補うために設定温度まで追いだきして、一連の処理を終了する。
【００５７】
上記説明した如く、本実施形態にかかる給水装置１００では、追いだき熱交換器１５０の使用を抑えて、できるだけ差し湯によって浴水に熱量を追加する。このため、追いだきによって浴水を加熱する場合と比較して、貯湯槽１３２下部の低温域の温度上昇を抑えることができる。したがって、入水温度が上昇することによっておこるヒートポンプのＣＯＰの低下を防ぎ、省エネ効果の高い貯湯式給湯装置を提供することが可能となる。
【００５８】
［第２実施形態］
本発明にかかる貯湯式給湯装置の第２実施形態について説明する。図４は第２実施形態にかかる貯湯式給送装置の構成を説明する図、図５は第２実施形態にかかる差し湯処理を説明するフローチャートである。第１実施形態と説明の重複する部分については、同一の符号を付して説明を省略する。
【００５９】
第１実施形態においては、差し湯処理を実施する際に、貯湯槽１３２の高温水と給水とを混合して提供するように説明した。これに対し本実施形態は、貯湯槽１３２の高温水を浴槽２００から取り出した浴水に混合して浴槽２００に戻す構成である。
【００６０】
図４に示す給湯装置１００は、図１に示した給湯装置１００に加えて、貯湯槽１３２と循環配管１５４に接続された差し湯配管１８６を備えている。差し湯配管１８６は混合弁１８８によって循環配管１５４に接続されており、混合弁１８８の開度を調節することで浴水と高温水の混合比率を制御することができる。
【００６１】
上記のように構成したことにより、差し湯を行う場合には、浴水に直接貯湯槽１３２の高温水を混合することができる。第１実施形態の構成と比べれば、浴槽で増加する湯量を極力抑えることができる。
【００６２】
また循環配管１５４には、追いだき熱交換器１５０を迂回するバイパス配管１８４を有している。バイパス配管の両端にはバルブが設けられており、浴水がバイパス配管１８４と追いだき熱交換器１５０のいずれを通過するかを切り替えることができる。なお差し湯配管１８６はバイパス配管１８４より浴槽側（上流側であっても下流側であってもよい）に接続されており、浴水がバイパス配管１８４を通過する際にも貯湯槽１３２の高温水を混合させることができる。
【００６３】
これにより、差し湯がされた浴水は追いだき熱交換器内を通過しないため、追いだき熱交換器１５０による熱量の喪失を防ぐことができる。したがって、効率よく差し湯による浴槽２００の浴水への熱量の追加が可能となる。
【００６４】
差し湯配管１８６（混合弁１８８）は、循環配管１５４上に配置された循環ポンプ１６４の上流側に接続されている。したがって、差し湯配管１８６には高温水を送出するためのポンプが不要であって、混合弁１８８の開度を調節するだけで貯湯槽１３２内の高温水を供給することができる。したがって、差し湯を供給するための新たなポンプを設置する必要がなく、当該貯湯式給湯装置１００のコスト上昇を抑えることができる。
【００６５】
図５のフローチャートに示すように、差し湯処理を行う場合、Ｓ２１２において演算部１７４は、浴水の湯温と水位から、差し湯の混合比率を算出する。ここで混合比率とは浴槽の浴水と貯湯槽の湯水との混合比率であって、生成される差し湯の提供温度と提供量に基づいて決定される。提供温度と提供量の基準については、第１実施形態と同様である。
【００６６】
次に、Ｓ２１４において制御部１７２は、演算部１７４が算出した混合比率に基づき、混合弁１８８の開度を調節して差し湯を生成する。それ以降は第１実施形態と同様であって、制御部は設定水位になるまで差し湯を行い（Ｓ２０６）、それでも湯温が設定温度に満たなかった場合には（Ｓ２０８）、設定温度まで通常の追いだき処理を行う（Ｓ２１０）。
【００６７】
上記説明した如く、第２実施形態にかかる給湯装置１００では、第１実施形態の効果に加え、浴水に直接貯湯槽１３２の高温水を混合することにより、浴槽２００で増加する湯量を極力抑えることができる。したがって追いだき処理の代わりに差し湯処理を行ったとしても、利用者にとって不都合がなく、かつ省エネ効果の高い貯湯式給湯装置を提供することが可能となる。
【００６８】
［第３実施形態］
本発明にかかる貯湯式給湯装置の第３実施形態について説明する。図６は第３実施形態にかかる貯湯式給湯装置の特徴点を説明する図、図７および図８は第３実施形態にかかる給湯装置１００の運転時の動作を説明するフローチャートである。上記各実施形態と説明の重複する部分については同一の符号を付して説明を省略する。
【００６９】
上記第１実施形態においては、利用者がまず浴室リモコン１７８を操作することによって給湯装置１００の動作が開始すると説明した。しかし、動作開始の契機（トリガー）を自動化することによって、さらに給湯装置１００の利便性を向上させることができる。
【００７０】
そこで図６に示すように、本実施形態においては、浴室内の人物を検知する人感センサ１９０を設けている。人感センサ１９０の出力信号は、制御装置１７０（制御部１７２）へと送出される。図６では浴室リモコン１７８に人感センサ１９０を設けるよう図示しているが、これに限らず、浴室リモコン１７８とは別に設けたり、脱衣所に設けたりすることでもよい。人感センサ１９０としては、赤外線式、マイクロ波式、超音波式、扉スイッチなど、既知の任意のセンサを好適に利用することができる。
【００７１】
まず、通常時においては、制御部１７２（図１参照）は、差し湯や追いだきなどをせずに待機している。そして図７のフローチャートに示すように、Ｓ３０２において制御部１７２は、人感センサ１９０によって人物を検知すると、動作を開始する。以降の動作Ｓ１０２〜Ｓ１１２については、第１実施形態（図２参照）と同様である。なお、差し湯処理（Ｓ１１２）については、第１実施形態に説明したもの（図３参照）であっても、第２実施形態に説明したもの（図５参照）であってもよい。
【００７２】
ただし図７に示した動作は簡略であって、入浴以外の目的で浴室に来た場合であっても動作を開始してしまう。そこで、人物を検知したら即動作を開始するのではなく、音声などによって報知を行い、利用者の操作を促すように構成してもよい。
【００７３】
そこで図８のフローチャートに示すように、Ｓ３０２において制御部１７２は、人感センサ１９０によって人物を検知すると、まず水温を検知し（Ｓ１０２）、湯温を検知し（Ｓ１０４）、取得した水位と設定水位、取得した湯温と設定湯温を比較する（Ｓ１０６）。そして水位と湯温のいずれかまたは両方が不足していると判断した場合には、浴室リモコン１７８の音声機能によって利用者に動作を開始すべき旨の報知を行う（Ｓ３０４）。湯温と水位がいずれも足りている場合には報知せずに終了する。
【００７４】
Ｓ３０６において利用者が浴室リモコン１７８から動作開始の操作を行った場合には、制御部１７２は、足し湯処理（Ｓ１０８）、追いだき処理（Ｓ１１０）、差し湯処理（Ｓ１１２）のいずれかを行う。操作が行われない場合にはＳ３０２に戻り、所定のインターバルごとに人物の検知からやり直す。
【００７５】
上記構成によれば、人物が浴室に入室したと同時に差し湯を開始したり、または差し湯を開始することを促したりできるため、利用者が温度の低下した浴槽２００へ入ることを防止でき、また不必要に浴槽２００の湯を適量適温に維持する必要がない。これらのことから、貯湯式給湯装置１００の利便性と、省エネ効果の両立を図ることができる。
【００７６】
以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は係る例に限定されないことは言うまでもない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。
【産業上の利用可能性】
【００７７】
本発明は、水を加熱して生成した湯水を貯湯し、貯湯した湯水を給湯設備に供給する貯湯式給湯装置に利用することができる。
【符号の説明】
【００７８】
１００  …給湯装置
１１０  …ヒートポンプユニット
１１２  …蒸発器
１１４  …圧縮機
１１６  …凝縮器
１１８  …膨張弁
１３０  …貯湯ユニット
１３２  …貯湯槽
１３４  …給湯ポンプ
１３６  …減圧弁
１３８  …給水配管
１４０  …給湯配管
１４０ａ  …送り配管
１４０ｂ  …戻り配管
１４２  …出湯配管
１４４  …追いだき配管
１４６  …貯湯槽戻り配管
１４８  …混合配管
１５０  …追いだき熱交換器
１５２  …追いだきポンプ
１５４  …循環配管
１６２  …混合弁
１６４  …循環ポンプ
１６６  …浴槽温度センサ
１６８  …浴槽水位センサ
１７０  …制御装置
１７２  …制御部
１７４  …演算部
１７６  …装置メモリ
１７８  …浴室リモコン
１８０  …湯張り配管
１８２  …湯張り弁
１８４  …バイパス配管
１８６  …差し湯配管
１８８  …混合弁
１９０  …人感センサ
２００  …浴槽
【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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【図７】
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【図８】
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