(57)【要約】【課題】ヒートポンプ内の冷媒の温度上昇を抑制し、ヒートポンプ内の圧力上昇を抑制して、ヒートポンプの破損を防止する給湯装置を提供する。【解決手段】温度センサ（Ｔ１）は、貯湯タンク（３）内の最下層に第１の層が残っている状態で、第１の層よりも上側に位置しかつ第１の層よりも高い温度の第２の層を検出可能な位置にある。制御装置（１００）の沸き上げ能力制御部は、温度センサ（Ｔ１）により検出された温度が予め定められた設定値を超えたときに、ヒートポンプ（７）による沸き上げ能力が低下するように、ヒートポンプ（７）を制御する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
貯湯タンク（３）と、
上記貯湯タンク（３）内の水と熱交換を行って上記貯湯タンク（３）内の水を沸き上げる沸き上げ熱交換器（１０）を含むヒートポンプ（７）と、
上記貯湯タンク（３）内の水の温度を検出する温度センサ（Ｔ１）と、
上記ヒートポンプ（７）による沸き上げ能力を制御する沸き上げ能力制御部（１００ｅ）と
を備え、
上記貯湯タンク（３）は、沸き上げ開始時に、上記貯湯タンク（３）内の最下層に低温水の第１の層（Ｓ１）を有し、
上記温度センサ（Ｔ１）は、上記貯湯タンク（３）内の最下層に上記第１の層（Ｓ１）が残っている状態で、上記第１の層（Ｓ１）よりも上側に位置しかつ上記第１の層（Ｓ１）よりも高い温度の第２の層（Ｓ２）を検出可能な位置にあり、
上記沸き上げ能力制御部（１００ｅ）は、上記温度センサ（Ｔ１）により検出された温度が予め定められた設定値を超えたときに、上記ヒートポンプ（７）による沸き上げ能力が低下するように、上記ヒートポンプ（７）を制御することを特徴とする給湯装置。
【請求項２】
請求項１に記載の給湯装置において、
上記温度センサ（Ｔ１）の上記貯湯タンク（３）に対する取付位置は、上記貯湯タンク（３）における上記温度センサ（Ｔ１）よりも下側の容量が５０リットルから８０リットルとなる位置であることを特徴とする給湯装置。
【請求項３】
請求項１または２に記載の給湯装置において、
上記ヒートポンプ（７）を流れる冷媒は、ＨＦＣ冷媒であることを特徴とする給湯装置。
【請求項４】
請求項１から３の何れか一つに記載の給湯装置において、
上記ヒートポンプ（７）の上記沸き上げ熱交換器（１０）は、上記貯湯タンク（３）を含む貯湯ユニット（１）に含まれることを特徴とする給湯装置。
【請求項５】
請求項１から４の何れか一つに記載の給湯装置において、
上記沸き上げ能力制御部（１００ｅ）は、上記温度センサ（Ｔ１）により検出された温度が予め定められた設定値を超えたときに、上記ヒートポンプ（７）の圧縮機（７１）の回転数を小さくすることを特徴とする給湯装置。
【請求項６】
請求項１から５の何れか一つに記載の給湯装置において、
上記沸き上げ能力制御部（１００ｅ）は、上記温度センサ（Ｔ１）により検出された温度が予め定められた設定値を超えたときに、上記ヒートポンプ（７）の膨張弁（７２）の開度を大きくすることを特徴とする給湯装置。
【請求項７】
請求項１から６の何れか一つに記載の給湯装置において、
上記沸き上げ能力制御部（１００ｅ）は、上記温度センサ（Ｔ１）により検出された温度が予め定められた設定値を超えたときに、上記ヒートポンプ（７）の熱交ファン（７４）の回転数を小さく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】
本発明は、給湯装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、給湯装置としては、特開２００２−３４０４０２号公報（特許文献１）に記載されたものがある。この給湯装置は、貯湯タンクと、貯湯タンク内の水を沸き上げるヒートポンプと、ヒートポンプを制御する制御装置とを有する。
【０００３】
上記ヒートポンプは、圧縮機と沸き上げ熱交換器と膨張弁と蒸発器とを有する。上記貯湯タンクは、配管を介して、沸き上げ熱交換器に接続される。貯湯タンクと沸き上げ熱交換器との間の配管には、温度センサが取り付けられ、温度センサは、沸き上げ熱交換器に流入される水の温度を検出する。制御装置は、温度センサにより検出された温度が予め定められた設定値を超えたときに、圧縮機の回転数を小さくする。これにより、貯湯タンクの沸き上げ完了が近づくと、圧縮機の回転数を小さくし、圧縮機の吐出圧力の上昇を抑制している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００２−３４０４０２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、上記従来の給湯装置では、沸き上げ熱交換器に流入される水の温度を検出してから、圧縮機の回転数を小さくしていたので、沸き上げ熱交換器には、ある程度上昇した水温（中温水）が流入することになる。この結果、ヒートポンプ内の冷媒の温度は上昇し、ヒートポンプ内の圧力が上昇して、ヒートポンプが破損するおそれがある。
【０００６】
そこで、本発明の課題は、ヒートポンプ内の冷媒の温度上昇を抑制し、ヒートポンプ内の圧力上昇を抑制して、ヒートポンプの破損を防止す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、本発明の給湯装置は、
貯湯タンクと、
上記貯湯タンク内の水と熱交換を行って上記貯湯タンク内の水を沸き上げる沸き上げ熱交換器を含むヒートポンプと、
上記貯湯タンク内の水の温度を検出する温度センサと、
上記ヒートポンプによる沸き上げ能力を制御する沸き上げ能力制御部と
を備え、
上記貯湯タンクは、沸き上げ開始時に、上記貯湯タンク内の最下層に低温水の第１の層を有し、
上記温度センサは、上記貯湯タンク内の最下層に上記第１の層が残っている状態で、上記第１の層よりも上側に位置しかつ上記第１の層よりも高い温度の第２の層を検出可能な位置にあり、
上記沸き上げ能力制御部は、上記温度センサにより検出された温度が予め定められた設定値を超えたときに、上記ヒートポンプによる沸き上げ能力が低下するように、上記ヒートポンプを制御することを特徴としている。
【０００８】
本発明の給湯装置によれば、上記温度センサは、貯湯タンク内の最下層に第１の層が残っている状態で、第１の層よりも上側に位置しかつ第１の層よりも高い温度の第２の層を検出可能な位置にある。上記沸き上げ能力制御部は、温度センサが予め定められた設定値を超えたときに、ヒートポンプによる沸き上げ能力が低下するように、ヒートポンプを制御する。
【０００９】
これにより、上記貯湯タンク内の水を上記ヒートポンプにより沸き上げていくと、上記温度センサにより検出された温度が、予め定められた設定値を超える。すると、上記沸き上げ能力制御部は、ヒートポンプによる沸き上げ能力が低下するように、ヒートポンプを制御する。このとき、貯湯タンクの最下層には、低温水の第１の層が残っているため、沸き上げ能力制御部により沸き上げ能力を低下する前に、貯湯タンク内の中温水が、ヒートポンプの沸き上げ熱交換器に入ることを抑制できる。
【００１０】
したがって、上記ヒートポンプ内の冷媒の温度上昇を抑制し、ヒートポンプ内の圧力上昇を抑制して、ヒートポンプの破損を防止する。
【００１１】
また、一実施形態の給湯装置では、上記温度センサの上記貯湯タンクに対する取付位置は、上記貯湯タンクにおける上記温度センサよりも下側の容量が５０リットルから８０リットルとなる位置である。
【００１２】
上記実施形態の給湯装置によれば、上記温度センサの上記貯湯タンクに対する取付位置は、上記貯湯タンクにおける上記温度センサよりも下側の容量が５０リットルから８０リットルとなる位置である。これにより、貯湯タンクの下側の容量が５０リットルから８０リットルとなる部分を、低温水の第１の層とできて、第１の層を確実に確保することができる。したがって、沸き上げ能力制御部により沸き上げ能力を低下する前に、貯湯タンク内の中温水が、ヒートポンプの沸き上げ熱交換器に入ることを一層確実に抑制できる。
【００１３】
また、一実施形態の給湯装置では、上記ヒートポンプを流れる冷媒は、ＨＦＣ冷媒である。
【００１４】
上記実施形態の給湯装置によれば、上記ヒートポンプを流れる冷媒は、ＨＦＣ冷媒である。沸き上げ熱交換器におけるＨＦＣ冷媒の加熱能力は、貯湯タンクから沸き上げ熱交換器に流入される水の温度によらず、落ちにくい。しかしながら、本発明により、ヒートポンプ内のＨＦＣ冷媒の温度上昇を有効に抑制できる。
【００１５】
また、一実施形態の給湯装置では、上記ヒートポンプの上記沸き上げ熱交換器は、上記貯湯タンクを含む貯湯ユニットに含まれる。
【００１６】
上記実施形態の給湯装置によれば、上記ヒートポンプの上記沸き上げ熱交換器は、上記貯湯タンクを含む貯湯ユニットに含まれる。沸き上げ熱交換器は、貯湯タンクに近い位置に配置されることになるが、本発明により、貯湯タンク内の中温水が、ヒートポンプの沸き上げ熱交換器に入ることを有効に抑制できる。
【００１７】
また、一実施形態の給湯装置では、上記沸き上げ能力制御部は、上記温度センサにより検出された温度が予め定められた設定値を超えたときに、上記ヒートポンプの圧縮機の回転数を小さくする。
【００１８】
上記実施形態の給湯装置によれば、上記沸き上げ能力制御部は、上記温度センサにより検出された温度が予め定められた設定値を超えたときに、上記ヒートポンプの圧縮機の回転数を小さくする。これにより、ヒートポンプによる沸き上げ能力を有効に低下できる。
【００１９】
また、一実施形態の給湯装置では、上記沸き上げ能力制御部は、上記温度センサにより検出された温度が予め定められた設定値を超えたときに、上記ヒートポンプの膨張弁の開度を大きくする。
【００２０】
上記実施形態の給湯装置によれば、上記沸き上げ能力制御部は、上記温度センサにより検出された温度が予め定められた設定値を超えたときに、上記ヒートポンプの膨張弁の開度を大きくする。これにより、ヒートポンプによる沸き上げ能力を有効に低下できる。
【００２１】
また、一実施形態の給湯装置では、上記沸き上げ能力制御部は、上記温度センサにより検出された温度が予め定められた設定値を超えたときに、上記ヒートポンプの熱交ファンの回転数を小さくする。
【００２２】
上記実施形態の給湯装置によれば、上記沸き上げ能力制御部は、上記温度センサにより検出された温度が予め定められた設定値を超えたときに、上記ヒートポンプの熱交ファンの回転数を小さくする。これにより、ヒートポンプによる沸き上げ能力を有効に低下できる。
【発明の効果】
【００２３】
本発明の給湯装置によれば、上記温度センサは、貯湯タンク内の最下層に第１の層が残っている状態で、第１の層よりも上側に位置しかつ第１の層よりも高い温度の第２の層を検出可能な位置にある。上記沸き上げ能力制御部は、温度センサが予め定められた設定値を超えたときに、ヒートポンプによる沸き上げ能力が低下するように、ヒートポンプを制御する。これにより、ヒートポンプ内の冷媒の温度上昇を抑制し、ヒートポンプ内の圧力上昇を抑制して、ヒートポンプの破損を防止する。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明の一実施形態の給湯装置を示す簡略構成図である。
【図２】給湯装置のブロック図である。
【図３Ａ】沸き上げ開始時の貯湯タンクの状態を示す説明図である。
【図３Ｂ】沸き上げ開始してから所定時間が経過した貯湯タンクの状態を示す説明図である。
【図４】沸き上げ能力制御部による制御を示す説明図である。
【図５】沸き上げ能力制御部による作用効果を示す説明図である。
【図６】沸き上げ能力制御部による制御の比較例を示す説明図である。
【図７】沸き上げ能力制御部による制御の比較例を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
以下、本発明を図示の実施の形態により詳細に説明する。
【００２６】
図１は、本発明の一実施形態の給湯装置を示す簡略構成図である。この給湯装置は、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に接続された室外機２とを有する。上記貯湯ユニット１は、貯湯タンク３と、沸き上げ熱交換器１０と、追い焚き熱交換器２０と、制御装置１００等を有する。
【００２７】
上記貯湯タンク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の上部に接続している。上記配管Ｌ２に沸き上げ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。
【００２８】
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。
【００２９】
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。
【００３０】
上記沸き上げ熱交換器１０は、冷媒配管Ｌ４，Ｌ５を介して、室外機２に接続されている。室外機２は、圧縮機７１と膨張弁７２と空気熱交換器７３と熱交ファン７４とを有する。圧縮機７１と沸き上げ熱交換器１０と膨張弁７２と空気熱交換器７３とは、順に接続されて、ヒートポンプ７を構成する。熱交ファン７４は、空気熱交換器７３に空気を吹き付けて、空気と冷媒とを熱交換する。
【００３１】
上記ヒートポンプ７は、ＨＦＣの冷媒を用いており、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７に用いられるＨＦＣの冷媒としては、Ｒ３２、Ｒ１２５、Ｒ１３４ａ、Ｒ４０４Ａ、Ｒ４１０Ａ、Ｒ４０７Ｃなどがある。
【００３２】
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。
【００３３】
上記貯湯タンク３の上部に配管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。
【００３４】
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。
【００３５】
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。
【００３６】
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。
【００３７】
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。
【００３８】
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。
【００３９】
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。
【００４０】
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。
【００４１】
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。
【００４２】
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。
【００４３】
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。
【００４４】
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。
【００４５】
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、第１から第４の温度センサＴ１〜Ｔ４を設けている。第１から第４の温度センサＴ１〜Ｔ４は、貯湯タンク３内の水温を検出する。
【００４６】
また、配管Ｌ３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。この温度センサ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。
【００４７】
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。
【００４８】
また、上記給湯装置は、図２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７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。
【００４９】
また、上記制御装置１００は、給湯栓６０への給湯温度を制御する給湯制御部１００ａ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１００ｂと、「風呂追い焚き運転」を制御する追い焚き制御部１００ｃと、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１００ｄと、ヒートポンプ７による沸き上げ能力を制御する沸き上げ能力制御部１００ｅとを有する。
【００５０】
上記給湯制御部１００ａ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。
【００５１】
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、注湯制御部１００ｂ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１００ｂ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。
【００５２】
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、追い焚き制御部１００ｃ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。
【００５３】
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１００ｃは、ヒートポンプ７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７を用いて風呂追い焚き運転を行う。
【００５４】
上記ヒートポンプ７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、沸き上げ制御部１００ｄ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。
【００５５】
上記沸き上げ制御部１００ｄは、沸き上げ運転時、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７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。
【００５６】
上記沸き上げ能力制御部１００ｅは、第１の温度センサＴ１により検出された温度が予め定められた設定値を超えたときに、ヒートポンプ７による沸き上げ能力が低下するように、ヒートポンプ７を制御する。
【００５７】
ここで、図３Ａに示すように、上記貯湯タンク３は、沸き上げ開始時に、貯湯タンク３内の最下層に低温水の第１の層Ｓ１を有する。貯湯タンク３内には、第１の層Ｓ１よりも上側に、第２の層Ｓ２を有し、第２の層Ｓ２よりも上側に、第３の層Ｓ３を有する。第２の層Ｓ２は、第１の層Ｓ１よりも高い温度である。第３の層Ｓ３は、第２の層Ｓ２よりも高い温度である。例えば、第１の層Ｓ１の温度は、１０℃であり、第２の層Ｓ２の温度は、３０℃であり、第３の層Ｓ３の温度は、６５℃である。貯湯タンク３の全部の容量を３２０リットルとすると、第１の層Ｓ１は、貯湯タンク３の下側の容量が１６０リットルとなる部分である。なお、第１の層Ｓ１と第２の層Ｓ２と第３の層Ｓ３は、温度分布において、完全に分かれているが、これは説明のためであり、実際の貯湯タンク３内では、第１の層Ｓ１と第２の層Ｓ２と第３の層Ｓ３の境界において、温度は、連続的に変化する。
【００５８】
図３Ｂに示すように、上記第１の温度センサＴ１は、貯湯タンク３内の下部に第１の層Ｓ１が残っている状態で、第１の層Ｓ１よりも上側に位置しかつ第１の層Ｓ１よりも高い温度の第２の層Ｓ２を検出可能な位置にある。図３Ｂは、沸き上げ開始してから所定時間が経過した貯湯タンク３の状態を示す。
【００５９】
上記第１の温度センサＴ１の上記貯湯タンク３に対する取付位置は、貯湯タンク３における第１の温度センサＴ１よりも下側の容量が７０リットルとなる位置である。つまり、第１の層Ｓ１は、貯湯タンク３の下側の容量が７０リットルとなる部分である。貯湯タンク３の全部の容量を３２０リットルとすると、第２の層Ｓ２と第３の層Ｓ３とは、貯湯タンク３の上側の容量が２５０リットルとなる部分である。
【００６０】
図４に示すように、上記沸き上げ能力制御部１００ｅによる具体的な制御としては、例えば、３つの制御がある。
【００６１】
第１の制御として、上記沸き上げ能力制御部１００ｅは、第１の温度センサＴ１により検出された温度が予め定められた設定値を超えたときに、ヒートポンプ７の圧縮機７１の回転数を小さくする。図４では、ヒートポンプ７の圧縮機７１の回転数を２段階で小さくしている。
【００６２】
第２の制御として、上記沸き上げ能力制御部１００ｅは、第１の温度センサＴ１により検出された温度が予め定められた設定値を超えたときに、ヒートポンプ７の膨張弁７２の開度を大きくする。図４では、ヒートポンプ７の膨張弁７２の開度を２段階で大きくしている。
【００６３】
第３の制御として、上記沸き上げ能力制御部１００ｅは、第１の温度センサＴ１により検出された温度が予め定められた設定値を超えたときに、ヒートポンプ７の熱交ファン７４の回転数を小さくする。図４では、ヒートポンプ７の熱交ファン７４の回転数を２段階で小さくしている。
【００６４】
上記第１から上記第３の制御の何れの制御によっても、上記沸き上げ能力制御部１００ｅは、ヒートポンプ７による沸き上げ能力を、２段階で低下させることができる。沸き上げ能力制御部１００ｅによる制御は、第１から第３の制御の何れか一つの制御であってもよいし、または、第１から第３の制御の少なくとも２つの制御を組み合わせた制御であってもよい。
【００６５】
図１と図５を用いて、上記沸き上げ能力制御部１００ｅによる作用効果を説明する。
【００６６】
上記貯湯タンク３内の水をヒートポンプ７により沸き上げていくと、第１の温度センサＴ１により検出された温度が、予め定められた第１の設定値Ｔｈ１を超える。すると、沸き上げ能力制御部１００ｅは、ヒートポンプ７による沸き上げ能力を、１段階低下させる。さらに、第１の温度センサＴ１により検出された温度が、予め定められた第２の設定値Ｔｈ２を超えると、沸き上げ能力制御部１００ｅは、ヒートポンプ７による沸き上げ能力を、さらに１段階低下させる。
【００６７】
このとき、上記貯湯タンク３の最下層には、低温水の第１の層Ｓ１（図３Ｂ参照）が残っているため、沸き上げ能力制御部１００ｅにより沸き上げ能力を低下する前に、貯湯タンク３内の中温水が、沸き上げ熱交換器１０に入ることを抑制できる。
【００６８】
したがって、上記沸き上げ熱交換器１０からの出湯の温度上昇を抑制し、ヒートポンプ７内の冷媒の温度上昇を抑制して、圧縮機７１の吐出圧力の上昇を抑制する。これにより、ヒートポンプ７内の圧力上昇を抑制して、ヒートポンプ７の破損を防止する。
【００６９】
なお、上記沸き上げ熱交換器１０への入水の温度が上昇することに伴い、上記沸き上げ用循環ポンプＰ１による沸き上げ流量が増加する。沸き上げ熱交換器１０への入水の温度が所定値まで上昇して、沸き上げが完了する。
【００７０】
これに対して、比較例として、図６に示すように、ヒートポンプ７による沸き上げ能力を一定のままで低下させない場合、沸き上げ熱交換器１０からの出湯の温度が上昇し、ヒートポンプ７内の冷媒の温度が上昇して、圧縮機７１の吐出圧力が上昇する。これにより、ヒートポンプ７内の圧力が上昇して、ヒートポンプ７が破損する。
【００７１】
また、他の比較例として、図７に示すように、沸き上げ熱交換器１０への入水の温度が一定値Ｔｈを超えたときに、ヒートポンプ７による沸き上げ能力を低下させる場合、沸き上げ熱交換器１０からの出湯の温度が上昇し、ヒートポンプ７内の冷媒の温度が上昇して、圧縮機７１の吐出圧力が上昇する。これにより、ヒートポンプ７内の圧力が上昇して、ヒートポンプ７が破損する。
【００７２】
上記実施形態によれば、上記第１の温度センサＴ１の上記貯湯タンク３に対する取付位置は、上記貯湯タンク３における上記第１の温度センサＴ１よりも下側の容量が７０リットルとなる位置である。これにより、貯湯タンク３の下側の容量が７０リットルとなる部分を、低温水の第１の層Ｓ１とできて、第１の層Ｓ１を確実に確保することができる。したがって、沸き上げ能力制御部１００ｅにより沸き上げ能力を低下する前に、貯湯タンク３内の中温水が、ヒートポンプ７の沸き上げ熱交換器１０に入ることを一層確実に抑制できる。
【００７３】
上記実施形態によれば、上記ヒートポンプ７を流れる冷媒は、ＨＦＣ冷媒である。沸き上げ熱交換器１０におけるＨＦＣ冷媒の加熱能力は、貯湯タンク３から沸き上げ熱交換器１０に流入される水の温度によらず、落ちにくい。しかしながら、本発明により、ヒートポンプ７内のＨＦＣ冷媒の温度上昇を有効に抑制できる。
【００７４】
上記実施形態によれば、上記ヒートポンプ７の沸き上げ熱交換器１０は、貯湯タンク３を含む貯湯ユニット１に含まれる。沸き上げ熱交換器１０は、貯湯タンク３に近い位置に配置されることになるが、本発明により、貯湯タンク３内の中温水が、ヒートポンプ７の沸き上げ熱交換器１０に入ることを有効に抑制できる。
【００７５】
なお、本発明は上述の実施形態に限定されず、本発明の要旨を逸脱しない範囲で設計変更可能である。
【００７６】
上記実施形態では、上記沸き上げ能力制御部は、ヒートポンプによる沸き上げ能力を、２段階で低下させていたが、１段階、または、３段階以上で低下させるようにしてもよい。
【００７７】
上記実施形態では、第１の温度センサの貯湯タンクに対する取付位置を、貯湯タンクにおける第１の温度センサよりも下側の容量が７０リットルとなる位置としたが、貯湯タンクにおける第１の温度センサよりも下側の容量が５０リットルから８０リットルとなる位置としてもよい。
【００７８】
上記実施形態では、貯湯タンク内を、第１の層と第２の層と第３の層との３層としたが、２層以上の複数層としてもよい。
【００７９】
上記実施形態では、ヒートポンプの冷媒として、ＨＦＣを用いたが、ＣＯ２冷媒や他の冷媒を用いてもよい。
【００８０】
上記実施形態では、ヒートポンプの沸き上げ熱交換器を、貯湯ユニットに含めたが、室外機に含めるようにしてもよい。
【符号の説明】
【００８１】
１  貯湯ユニット
２  室外機
３  貯湯タンク
７  ヒートポンプ
１０  沸き上げ熱交換器
７１  圧縮機
７２  膨張弁
７３  空気熱交換器
７４  熱交ファン
１００  制御装置
１００ａ  給湯制御部
１００ｂ  注湯制御部
１００ｃ  追い焚き制御部
１００ｄ  沸き上げ制御部
１００ｅ  沸き上げ能力制御部
Ｐ１  沸き上げ用循環ポンプ
Ｔ１  第１の温度センサ
Ｓ１  第１の層
Ｓ２  第２の層
Ｓ３  第３の層
【図１】
2015194299.tif 000003
【図２】
2015194299.tif 000004
【図３Ａ】
2015194299.tif 000005
【図３Ｂ】
2015194299.tif 000006
【図４】
2015194299.tif 000007
【図５】
2015194299.tif 000008
【図６】
2015194299.tif 000009
【図７】
2015194299.tif 000010
【手続補正書】
【提出日】平成27年6月18日(2015.6.18)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
貯湯タンク（３）と、
上記貯湯タンク（３）内の水と熱交換を行って上記貯湯タンク（３）内の水を沸き上げる沸き上げ熱交換器（１０）を含むヒートポンプ（７）と、
上記貯湯タンク（３）内の水の温度を検出する温度センサ（Ｔ１）と、
上記ヒートポンプ（７）による沸き上げ能力を制御する沸き上げ能力制御部（１００ｅ）と
を備え、
上記貯湯タンク（３）は、沸き上げ開始時に、上記貯湯タンク（３）内の最下層に位置する低温水からなる第１の層（Ｓ１）と、上記第１の層（Ｓ１）よりも上側に位置して上記低温水よりも高い温度の中温水からなる第２の層（Ｓ２）と、上記第２の層（Ｓ２）よりも上側に位置して上記中温水よりも高い温度の高温水からなる第３の層（Ｓ３）とを有し、
上記温度センサ（Ｔ１）は、上記貯湯タンク（３）内の最下層に上記第１の層（Ｓ１）が残っている状態で、上記第１の層（Ｓ１）よりも上側に位置する上記第２の層（Ｓ２）を構成する上記中温水の温度を検出可能な位置にあり、
上記沸き上げ能力制御部（１００ｅ）は、上記温度センサ（Ｔ１）により検出された上記中温水の温度が予め定められた設定値を超えたときに、上記ヒートポンプ（７）による沸き上げ能力が低下するように、上記ヒートポンプ（７）を制御することを特徴とする給湯装置。
【請求項２】
請求項１に記載の給湯装置において、
上記温度センサ（Ｔ１）の上記貯湯タンク（３）に対する取付位置は、上記貯湯タンク（３）における上記温度センサ（Ｔ１）よりも下側の容量が５０リットルから８０リットルとなる位置であることを特徴とする給湯装置。
【請求項３】
請求項１または２に記載の給湯装置において、
上記ヒートポンプ（７）を流れる冷媒は、ＨＦＣ冷媒であることを特徴とする給湯装置。
【請求項４】
請求項１から３の何れか一つに記載の給湯装置において、
上記ヒートポンプ（７）の上記沸き上げ熱交換器（１０）は、上記貯湯タンク（３）を含む貯湯ユニット（１）に含まれることを特徴とする給湯装置。
【請求項５】
請求項１から４の何れか一つに記載の給湯装置において、
上記沸き上げ能力制御部（１００ｅ）は、上記温度センサ（Ｔ１）により検出された上記中温水の温度が予め定められた設定値を超えたときに、上記ヒートポンプ（７）の圧縮機（７１）の回転数を小さくすることを特徴とする給湯装置。
【請求項６】
請求項１から５の何れか一つに記載の給湯装置において、
上記沸き上げ能力制御部（１００ｅ）は、上記温度センサ（Ｔ１）により検出された上記中温水の温度が予め定められた設定値を超えたときに、上記ヒートポンプ（７）の膨張弁（７２）の開度を大きくすることを特徴とする給湯装置。
【請求項７】
請求項１から６の何れか一つに記載の給湯装置において、
上記沸き上げ能力制御部（１００ｅ）は、上記温度センサ（Ｔ１）により検出された上記中温水の温度が予め定められた設定値を超えたときに、上記ヒートポンプ（７）の熱交ファン（７４）の回転数を小さくすることを特徴とする給湯装置。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【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】
従来、給湯装置としては、特開２００２−３４０４０２号公報（特許文献１）に記載されたものがある。この給湯装置は、貯湯タンクと、貯湯タンク内の水を沸き上げるヒートポンプと、ヒートポンプを制御する制御装置とを有する。
【０００３】
上記ヒートポンプは、圧縮機と沸き上げ熱交換器と膨張弁と蒸発器とを有する。上記貯湯タンクは、配管を介して、沸き上げ熱交換器に接続される。貯湯タンクと沸き上げ熱交換器との間の配管には、温度センサが取り付けられ、温度センサは、沸き上げ熱交換器に流入される水の温度を検出する。制御装置は、温度センサにより検出された温度が予め定められた設定値を超えたときに、圧縮機の回転数を小さくする。これにより、貯湯タンクの沸き上げ完了が近づくと、圧縮機の回転数を小さくし、圧縮機の吐出圧力の上昇を抑制している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００２−３４０４０２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、上記従来の給湯装置では、沸き上げ熱交換器に流入される水の温度を検出してから、圧縮機の回転数を小さくしていたので、沸き上げ熱交換器には、ある程度上昇した水温（中温水）が流入することになる。この結果、ヒートポンプ内の冷媒の温度は上昇し、ヒートポンプ内の圧力が上昇して、ヒートポンプが破損するおそれがある。
【０００６】
そこで、本発明の課題は、ヒートポンプ内の冷媒の温度上昇を抑制し、ヒートポンプ内の圧力上昇を抑制して、ヒートポンプの破損を防止す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、本発明の給湯装置は、
貯湯タンクと、
上記貯湯タンク内の水と熱交換を行って上記貯湯タンク内の水を沸き上げる沸き上げ熱交換器を含むヒートポンプと、
上記貯湯タンク内の水の温度を検出する温度センサと、
上記ヒートポンプによる沸き上げ能力を制御する沸き上げ能力制御部と
を備え、
上記貯湯タンクは、沸き上げ開始時に、上記貯湯タンク内の最下層に位置する低温水からなる第１の層と、上記第１の層よりも上側に位置して上記低温水よりも高い温度の中温水からなる第２の層と、上記第２の層よりも上側に位置して上記中温水よりも高い温度の高温水からなる第３の層とを有し、
上記温度センサは、上記貯湯タンク内の最下層に上記第１の層が残っている状態で、上記第１の層よりも上側に位置する上記第２の層を構成する上記中温水の温度を検出可能な位置にあり、
上記沸き上げ能力制御部は、上記温度センサにより検出された上記中温水の温度が予め定められた設定値を超えたときに、上記ヒートポンプによる沸き上げ能力が低下するように、上記ヒートポンプを制御することを特徴としている。
【０００８】
本発明の給湯装置によれば、上記温度センサは、貯湯タンク内の最下層に第１の層が残っている状態で、第１の層よりも上側に位置する第２の層を構成する中温水の温度を検出可能な位置にある。上記沸き上げ能力制御部は、温度センサが検出した中温水の温度が予め定められた設定値を超えたときに、ヒートポンプによる沸き上げ能力が低下するように、ヒートポンプを制御する。
【０００９】
これにより、上記貯湯タンク内の水を上記ヒートポンプにより沸き上げていくと、上記温度センサにより検出された温度が、予め定められた設定値を超える。すると、上記沸き上げ能力制御部は、ヒートポンプによる沸き上げ能力が低下するように、ヒートポンプを制御する。このとき、貯湯タンクの最下層には、低温水の第１の層が残っているため、沸き上げ能力制御部により沸き上げ能力を低下する前に、貯湯タンク内の中温水が、ヒートポンプの沸き上げ熱交換器に入ることを抑制できる。
【００１０】
したがって、上記ヒートポンプ内の冷媒の温度上昇を抑制し、ヒートポンプ内の圧力上昇を抑制して、ヒートポンプの破損を防止する。
【００１１】
また、一実施形態の給湯装置では、上記温度センサの上記貯湯タンクに対する取付位置は、上記貯湯タンクにおける上記温度センサよりも下側の容量が５０リットルから８０リットルとなる位置である。
【００１２】
上記実施形態の給湯装置によれば、上記温度センサの上記貯湯タンクに対する取付位置は、上記貯湯タンクにおける上記温度センサよりも下側の容量が５０リットルから８０リットルとなる位置である。これにより、貯湯タンクの下側の容量が５０リットルから８０リットルとなる部分を、低温水の第１の層とできて、第１の層を確実に確保することができる。したがって、沸き上げ能力制御部により沸き上げ能力を低下する前に、貯湯タンク内の中温水が、ヒートポンプの沸き上げ熱交換器に入ることを一層確実に抑制できる。
【００１３】
また、一実施形態の給湯装置では、上記ヒートポンプを流れる冷媒は、ＨＦＣ冷媒である。
【００１４】
上記実施形態の給湯装置によれば、上記ヒートポンプを流れる冷媒は、ＨＦＣ冷媒である。沸き上げ熱交換器におけるＨＦＣ冷媒の加熱能力は、貯湯タンクから沸き上げ熱交換器に流入される水の温度によらず、落ちにくい。しかしながら、本発明により、ヒートポンプ内のＨＦＣ冷媒の温度上昇を有効に抑制できる。
【００１５】
また、一実施形態の給湯装置では、上記ヒートポンプの上記沸き上げ熱交換器は、上記貯湯タンクを含む貯湯ユニットに含まれる。
【００１６】
上記実施形態の給湯装置によれば、上記ヒートポンプの上記沸き上げ熱交換器は、上記貯湯タンクを含む貯湯ユニットに含まれる。沸き上げ熱交換器は、貯湯タンクに近い位置に配置されることになるが、本発明により、貯湯タンク内の中温水が、ヒートポンプの沸き上げ熱交換器に入ることを有効に抑制できる。
【００１７】
また、一実施形態の給湯装置では、上記沸き上げ能力制御部は、上記温度センサにより検出された上記中温水の温度が予め定められた設定値を超えたときに、上記ヒートポンプの圧縮機の回転数を小さくする。
【００１８】
上記実施形態の給湯装置によれば、上記沸き上げ能力制御部は、上記温度センサにより検出された上記中温水の温度が予め定められた設定値を超えたときに、上記ヒートポンプの圧縮機の回転数を小さくする。これにより、ヒートポンプによる沸き上げ能力を有効に低下できる。
【００１９】
また、一実施形態の給湯装置では、上記沸き上げ能力制御部は、上記温度センサにより検出された上記中温水の温度が予め定められた設定値を超えたときに、上記ヒートポンプの膨張弁の開度を大きくする。
【００２０】
上記実施形態の給湯装置によれば、上記沸き上げ能力制御部は、上記温度センサにより検出された上記中温水の温度が予め定められた設定値を超えたときに、上記ヒートポンプの膨張弁の開度を大きくする。これにより、ヒートポンプによる沸き上げ能力を有効に低下できる。
【００２１】
また、一実施形態の給湯装置では、上記沸き上げ能力制御部は、上記温度センサにより検出された上記中温水の温度が予め定められた設定値を超えたときに、上記ヒートポンプの熱交ファンの回転数を小さくする。
【００２２】
上記実施形態の給湯装置によれば、上記沸き上げ能力制御部は、上記温度センサにより検出された上記中温水の温度が予め定められた設定値を超えたときに、上記ヒートポンプの熱交ファンの回転数を小さくする。これにより、ヒートポンプによる沸き上げ能力を有効に低下できる。
【発明の効果】
【００２３】
本発明の給湯装置によれば、上記温度センサは、貯湯タンク内の最下層に第１の層が残っている状態で、第１の層よりも上側に位置する第２の層の中温水の温度を検出可能な位置にある。上記沸き上げ能力制御部は、温度センサが検出した中温水の温度が予め定められた設定値を超えたときに、ヒートポンプによる沸き上げ能力が低下するように、ヒートポンプを制御する。これにより、ヒートポンプ内の冷媒の温度上昇を抑制し、ヒートポンプ内の圧力上昇を抑制して、ヒートポンプの破損を防止する。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明の一実施形態の給湯装置を示す簡略構成図である。
【図２】給湯装置のブロック図である。
【図３Ａ】沸き上げ開始時の貯湯タンクの状態を示す説明図である。
【図３Ｂ】沸き上げ開始してから所定時間が経過した貯湯タンクの状態を示す説明図である。
【図４】沸き上げ能力制御部による制御を示す説明図である。
【図５】沸き上げ能力制御部による作用効果を示す説明図である。
【図６】沸き上げ能力制御部による制御の比較例を示す説明図である。
【図７】沸き上げ能力制御部による制御の比較例を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
以下、本発明を図示の実施の形態により詳細に説明する。
【００２６】
図１は、本発明の一実施形態の給湯装置を示す簡略構成図である。この給湯装置は、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に接続された室外機２とを有する。上記貯湯ユニット１は、貯湯タンク３と、沸き上げ熱交換器１０と、追い焚き熱交換器２０と、制御装置１００等を有する。
【００２７】
上記貯湯タンク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の上部に接続している。上記配管Ｌ２に沸き上げ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。
【００２８】
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。
【００２９】
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。
【００３０】
上記沸き上げ熱交換器１０は、冷媒配管Ｌ４，Ｌ５を介して、室外機２に接続されている。室外機２は、圧縮機７１と膨張弁７２と空気熱交換器７３と熱交ファン７４とを有する。圧縮機７１と沸き上げ熱交換器１０と膨張弁７２と空気熱交換器７３とは、順に接続されて、ヒートポンプ７を構成する。熱交ファン７４は、空気熱交換器７３に空気を吹き付けて、空気と冷媒とを熱交換する。
【００３１】
上記ヒートポンプ７は、ＨＦＣの冷媒を用いており、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７に用いられるＨＦＣの冷媒としては、Ｒ３２、Ｒ１２５、Ｒ１３４ａ、Ｒ４０４Ａ、Ｒ４１０Ａ、Ｒ４０７Ｃなどがある。
【００３２】
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。
【００３３】
上記貯湯タンク３の上部に配管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。
【００３４】
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。
【００３５】
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。
【００３６】
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。
【００３７】
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。
【００３８】
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。
【００３９】
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。
【００４０】
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。
【００４１】
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。
【００４２】
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。
【００４３】
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。
【００４４】
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。
【００４５】
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、第１から第４の温度センサＴ１〜Ｔ４を設けている。第１から第４の温度センサＴ１〜Ｔ４は、貯湯タンク３内の水温を検出する。
【００４６】
また、配管Ｌ３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。この温度センサ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。
【００４７】
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。
【００４８】
また、上記給湯装置は、図２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７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。
【００４９】
また、上記制御装置１００は、給湯栓６０への給湯温度を制御する給湯制御部１００ａ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１００ｂと、「風呂追い焚き運転」を制御する追い焚き制御部１００ｃと、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１００ｄと、ヒートポンプ７による沸き上げ能力を制御する沸き上げ能力制御部１００ｅとを有する。
【００５０】
上記給湯制御部１００ａ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。
【００５１】
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、注湯制御部１００ｂ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１００ｂ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。
【００５２】
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、追い焚き制御部１００ｃ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。
【００５３】
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１００ｃは、ヒートポンプ７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７を用いて風呂追い焚き運転を行う。
【００５４】
上記ヒートポンプ７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、沸き上げ制御部１００ｄ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。
【００５５】
上記沸き上げ制御部１００ｄは、沸き上げ運転時、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７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。
【００５６】
上記沸き上げ能力制御部１００ｅは、第１の温度センサＴ１により検出された温度が予め定められた設定値を超えたときに、ヒートポンプ７による沸き上げ能力が低下するように、ヒートポンプ７を制御する。
【００５７】
ここで、図３Ａに示すように、上記貯湯タンク３は、沸き上げ開始時に、貯湯タンク３内の最下層に低温水の第１の層Ｓ１を有する。貯湯タンク３内には、第１の層Ｓ１よりも上側に、第２の層Ｓ２を有し、第２の層Ｓ２よりも上側に、第３の層Ｓ３を有する。第２の層Ｓ２は、第１の層Ｓ１よりも高い温度である。第３の層Ｓ３は、第２の層Ｓ２よりも高い温度である。例えば、第１の層Ｓ１の温度は、１０℃であり、第２の層Ｓ２の温度は、３０℃であり、第３の層Ｓ３の温度は、６５℃である。貯湯タンク３の全部の容量を３２０リットルとすると、第１の層Ｓ１は、貯湯タンク３の下側の容量が１６０リットルとなる部分である。なお、第１の層Ｓ１と第２の層Ｓ２と第３の層Ｓ３は、温度分布において、完全に分かれているが、これは説明のためであり、実際の貯湯タンク３内では、第１の層Ｓ１と第２の層Ｓ２と第３の層Ｓ３の境界において、温度は、連続的に変化する。
【００５８】
図３Ｂに示すように、上記第１の温度センサＴ１は、貯湯タンク３内の下部に第１の層Ｓ１が残っている状態で、第１の層Ｓ１よりも上側に位置しかつ第１の層Ｓ１よりも高い温度の第２の層Ｓ２を検出可能な位置にある。図３Ｂは、沸き上げ開始してから所定時間が経過した貯湯タンク３の状態を示す。
【００５９】
上記第１の温度センサＴ１の上記貯湯タンク３に対する取付位置は、貯湯タンク３における第１の温度センサＴ１よりも下側の容量が７０リットルとなる位置である。つまり、第１の層Ｓ１は、貯湯タンク３の下側の容量が７０リットルとなる部分である。貯湯タンク３の全部の容量を３２０リットルとすると、第２の層Ｓ２と第３の層Ｓ３とは、貯湯タンク３の上側の容量が２５０リットルとなる部分である。
【００６０】
図４に示すように、上記沸き上げ能力制御部１００ｅによる具体的な制御としては、例えば、３つの制御がある。
【００６１】
第１の制御として、上記沸き上げ能力制御部１００ｅは、第１の温度センサＴ１により検出された温度が予め定められた設定値を超えたときに、ヒートポンプ７の圧縮機７１の回転数を小さくする。図４では、ヒートポンプ７の圧縮機７１の回転数を２段階で小さくしている。
【００６２】
第２の制御として、上記沸き上げ能力制御部１００ｅは、第１の温度センサＴ１により検出された温度が予め定められた設定値を超えたときに、ヒートポンプ７の膨張弁７２の開度を大きくする。図４では、ヒートポンプ７の膨張弁７２の開度を２段階で大きくしている。
【００６３】
第３の制御として、上記沸き上げ能力制御部１００ｅは、第１の温度センサＴ１により検出された温度が予め定められた設定値を超えたときに、ヒートポンプ７の熱交ファン７４の回転数を小さくする。図４では、ヒートポンプ７の熱交ファン７４の回転数を２段階で小さくしている。
【００６４】
上記第１から上記第３の制御の何れの制御によっても、上記沸き上げ能力制御部１００ｅは、ヒートポンプ７による沸き上げ能力を、２段階で低下させることができる。沸き上げ能力制御部１００ｅによる制御は、第１から第３の制御の何れか一つの制御であってもよいし、または、第１から第３の制御の少なくとも２つの制御を組み合わせた制御であってもよい。
【００６５】
図１と図５を用いて、上記沸き上げ能力制御部１００ｅによる作用効果を説明する。
【００６６】
上記貯湯タンク３内の水をヒートポンプ７により沸き上げていくと、第１の温度センサＴ１により検出された温度が、予め定められた第１の設定値Ｔｈ１を超える。すると、沸き上げ能力制御部１００ｅは、ヒートポンプ７による沸き上げ能力を、１段階低下させる。さらに、第１の温度センサＴ１により検出された温度が、予め定められた第２の設定値Ｔｈ２を超えると、沸き上げ能力制御部１００ｅは、ヒートポンプ７による沸き上げ能力を、さらに１段階低下させる。
【００６７】
このとき、上記貯湯タンク３の最下層には、低温水の第１の層Ｓ１（図３Ｂ参照）が残っているため、沸き上げ能力制御部１００ｅにより沸き上げ能力を低下する前に、貯湯タンク３内の中温水が、沸き上げ熱交換器１０に入ることを抑制できる。
【００６８】
したがって、上記沸き上げ熱交換器１０からの出湯の温度上昇を抑制し、ヒートポンプ７内の冷媒の温度上昇を抑制して、圧縮機７１の吐出圧力の上昇を抑制する。これにより、ヒートポンプ７内の圧力上昇を抑制して、ヒートポンプ７の破損を防止する。
【００６９】
なお、上記沸き上げ熱交換器１０への入水の温度が上昇することに伴い、上記沸き上げ用循環ポンプＰ１による沸き上げ流量が増加する。沸き上げ熱交換器１０への入水の温度が所定値まで上昇して、沸き上げが完了する。
【００７０】
これに対して、比較例として、図６に示すように、ヒートポンプ７による沸き上げ能力を一定のままで低下させない場合、沸き上げ熱交換器１０からの出湯の温度が上昇し、ヒートポンプ７内の冷媒の温度が上昇して、圧縮機７１の吐出圧力が上昇する。これにより、ヒートポンプ７内の圧力が上昇して、ヒートポンプ７が破損する。
【００７１】
また、他の比較例として、図７に示すように、沸き上げ熱交換器１０への入水の温度が一定値Ｔｈを超えたときに、ヒートポンプ７による沸き上げ能力を低下させる場合、沸き上げ熱交換器１０からの出湯の温度が上昇し、ヒートポンプ７内の冷媒の温度が上昇して、圧縮機７１の吐出圧力が上昇する。これにより、ヒートポンプ７内の圧力が上昇して、ヒートポンプ７が破損する。
【００７２】
上記実施形態によれば、上記第１の温度センサＴ１の上記貯湯タンク３に対する取付位置は、上記貯湯タンク３における上記第１の温度センサＴ１よりも下側の容量が７０リットルとなる位置である。これにより、貯湯タンク３の下側の容量が７０リットルとなる部分を、低温水の第１の層Ｓ１とできて、第１の層Ｓ１を確実に確保することができる。したがって、沸き上げ能力制御部１００ｅにより沸き上げ能力を低下する前に、貯湯タンク３内の中温水が、ヒートポンプ７の沸き上げ熱交換器１０に入ることを一層確実に抑制できる。
【００７３】
上記実施形態によれば、上記ヒートポンプ７を流れる冷媒は、ＨＦＣ冷媒である。沸き上げ熱交換器１０におけるＨＦＣ冷媒の加熱能力は、貯湯タンク３から沸き上げ熱交換器１０に流入される水の温度によらず、落ちにくい。しかしながら、本発明により、ヒートポンプ７内のＨＦＣ冷媒の温度上昇を有効に抑制できる。
【００７４】
上記実施形態によれば、上記ヒートポンプ７の沸き上げ熱交換器１０は、貯湯タンク３を含む貯湯ユニット１に含まれる。沸き上げ熱交換器１０は、貯湯タンク３に近い位置に配置されることになるが、本発明により、貯湯タンク３内の中温水が、ヒートポンプ７の沸き上げ熱交換器１０に入ることを有効に抑制できる。
【００７５】
なお、本発明は上述の実施形態に限定されず、本発明の要旨を逸脱しない範囲で設計変更可能である。
【００７６】
上記実施形態では、上記沸き上げ能力制御部は、ヒートポンプによる沸き上げ能力を、２段階で低下させていたが、１段階、または、３段階以上で低下させるようにしてもよい。
【００７７】
上記実施形態では、第１の温度センサの貯湯タンクに対する取付位置を、貯湯タンクにおける第１の温度センサよりも下側の容量が７０リットルとなる位置としたが、貯湯タンクにおける第１の温度センサよりも下側の容量が５０リットルから８０リットルとなる位置としてもよい。
【００７８】
上記実施形態では、貯湯タンク内を、第１の層と第２の層と第３の層との３層としたが、２層以上の複数層としてもよい。
【００７９】
上記実施形態では、ヒートポンプの冷媒として、ＨＦＣを用いたが、ＣＯ２冷媒や他の冷媒を用いてもよい。
【００８０】
上記実施形態では、ヒートポンプの沸き上げ熱交換器を、貯湯ユニットに含めたが、室外機に含めるようにしてもよい。
【符号の説明】
【００８１】
１  貯湯ユニット
２  室外機
３  貯湯タンク
７  ヒートポンプ
１０  沸き上げ熱交換器
７１  圧縮機
７２  膨張弁
７３  空気熱交換器
７４  熱交ファン
１００  制御装置
１００ａ  給湯制御部
１００ｂ  注湯制御部
１００ｃ  追い焚き制御部
１００ｄ  沸き上げ制御部
１００ｅ  沸き上げ能力制御部
Ｐ１  沸き上げ用循環ポンプ
Ｔ１  第１の温度センサ
Ｓ１  第１の層
Ｓ２  第２の層
Ｓ３  第３の層