(57)【要約】【課題】頻繁な加熱手段の運転の発停を抑制し、追い焚き運転時にエネルギー効率の高い利用側湯水の加熱が可能な給湯器を得ることを目的とする。【解決手段】加熱ユニット１０で沸き上げた湯水を、利用側温度センサ３６の測定温度が第１の閾温度以下の場合は、利用側熱交換器２４に流入させ、第１の閾温度よりも高く第２の閾温度よりも低い場合は、貯湯タンク２３と利用側熱交換器２４の両方に流入させ、第２の閾温度以上の場合は、貯湯タンク２３に流入させるように三方弁２８の第１流入口の開度と、第２流入口の開度を制御する。【選択図】図４
2015215106.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
流入した熱源側湯水を加熱して流出する加熱手段と、
上部から前記加熱手段により加熱された前記熱源側湯水が流入し、下部から水源より前記熱源側湯水となる水が供給される貯湯タンクと、
前記加熱手段により加熱された前記熱源側湯水と、利用側湯水とが流入し、流入した前記熱源側湯水を前記利用側湯水と熱交換を行わせる利用側熱交換器と、
前記貯湯タンクに貯留されている前記熱源側湯水が流入する第１流入口と、前記利用側熱交換器より流出した前記熱源側湯水が流入する第２流入口と、前記第１流入口及び前記第２流入口より流入した前記熱源側湯水が前記加熱手段へ流出する流出口と、を有する流量調整手段と、
前記利用側熱交換器に流入する前の前記利用側湯水の温度を測定する利用側温度センサと、
前記流路調整手段の前記第１流入口の開度と、前記第２流入口の開度を制御することで、前記加熱手段より流出する熱源側温水の、前記利用側熱交換器に流入する流量と、前記貯湯タンクに流入する流量と、を調整可能な制御装置と、を有しており、
前記制御装置には、前記利用側湯水の設定温度と、前記設定温度よりも低い温度に設定された第１の閾温度と、前記設定温度と同じ又は前記設定温度よりも高い温度に設定された第２の閾温度が予め設定されており、
前記制御装置は、前記利用側温度センサの測定温度が前記第１の閾温度以下の場合には、前記加熱手段で加熱された前記熱源側湯水が前記利用側熱交換器に流入するように前記流量調整手段を制御し、前記利用側温度センサの測定温度が前記第１の閾温度よりも高く前記第２の閾温度よりも低い場合には、前記加熱手段で加熱された前記熱源側湯水が前記利用側熱交換器と前記貯湯タンクの両方に流入するように前記流量調整手段を制御し、前記利用側温度センサの測定温度が前記第２の閾温度以上の場合には、前記加熱手段で加熱された前記熱源側湯水が前記貯湯タンクに流入するように前記流量調整手段を制御することを特徴とする給湯機。
【請求項２】
前記制御装置は、前記利用側温度センサの測定温度が前記第１の閾温度よりも高く前記第２の閾温度よりも低い場合には、前記利用側温度センサの測定温度の上昇に基づき、
前記加熱手段から前記利用側熱交換器に流出する流量が少なくなるように前記流路調整手段を制御することを特徴とする請求項１に記載の給湯機。
【請求項３】
前記加熱手段の加熱能力と、前記利用側湯水の設定温度により決定され、前記利用側熱交換器により前記利用側温水に与えられる熱量と前記利用側湯水から放熱される熱量とが等しい場合における前記加熱手段から前記利用側熱交換器に流入する流量と、前記加熱手段から前記貯湯タンクに流入する流量との比率である均衡比率が定められており、
前記制御装置は、前記利用側温度センサの測定温度が前記利用側湯水の設定温度よりも低い場合には、前記加熱手段から前記利用側熱交換器に流入する流量が前記均衡比率における前記加熱手段から前記利用側熱交換器に流入する流量よりも多くなるように前記流路調整手段を制御し、前記利用側温度センサの測定温度が前記利用側湯水の設定温度よりも高い場合には、前記加熱手段から前記利用側熱交換器に流入する流量が前記均衡比率における前記加熱手段から前記利用側熱交換器に流入する流量よりも少なくなるように前記流路調整手段を制御することを特徴とする請求項２に記載の給湯機。
【請求項４】
前記制御装置は、前記加熱手段の加熱能力を制御することが可能であり、
前記加熱手段で流出する熱源側湯水が、前記利用側熱交換器と前記貯湯タンクの両方に流入する場合よりも、前記利用側熱交換器に流入する場合の方が、前記加熱能力が高くなるように制御することを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか一つに記載の給湯機。
【請求項５】
前記制御装置は、
前記加熱手段で流出する熱源側湯水が、前記利用側熱交換器に流入する場合よりも、前記貯湯タンクに流入する場合の方が、前記加熱能力が高くなるように制御することを特徴とする請求項４に記載の給湯機。
【請求項６】
前記加熱手段は、圧縮機と、沸き上げ用熱交換器と、膨張弁と、空気熱交換器とで構成されたヒートポンプサイクルによって、流入した前記熱源側湯水を加熱し、
前記制御装置は、前記圧縮機の回転数を制御することにより前記加熱手段の加熱能力を制御することを特徴とする請求項４又は５に記載の給湯機。
【請求項７】
前記制御装置は、タイマーを有し、予め定められた時刻を記憶しており、前記タイマーが予め定められた時刻になると、前記加熱手段で前記熱源側湯水を加熱し、前記加熱手段で加熱された前記熱源側湯水が貯湯タンクの上部に流入するよう前記流量調整手段の前記第１流入口の開度と、前記第２流入口の開度を制御し、
前記制御装置は、前記タイマーが予め定められた時刻になった場合における加熱手段の加熱能力よりも、前記利用側温度センサの測定温度が前記第１の閾温度よりも高く前記第２の閾温度よりも低い場合における前記加熱手段の加熱能力の方が低くなるように制御することを特徴とする請求項１から６のいずれか一つに記載の給湯機。
【請求項８】
熱源側湯水を加熱して流出する加熱手段と、
上部から前記加熱手段により加熱された前記熱源側湯水が流入し、下部から水源より前記熱源側湯水となる水が供給される貯湯タンクと、
前記加熱手段により加熱された前記熱源側湯水と、利用側湯水とが流入し、流入した前記熱源側湯水を前記利用側湯水と熱交換を行う利用側熱交換器と、
前記貯湯タンクに貯留されている前記熱源側湯水が流入する第１流入口と、前記利用側熱交換器より流出した前記熱源側湯水が流入する第２流入口と、前記第１流入口及び前記第２流入口より流入した前記熱源側湯水を前記加熱手段へ流出させる流出口と、を有する流量調整手段と、
前記利用側熱交換器に流入する前の前記利用側湯水の温度を測定する利用側温度センサと、
前記流路調整手段の前記第１流入口の開度と、前記第２流入口の開度を制御することで、前記加熱手段より流出する熱源側温水の、前記利用側熱交換器に流入する流量と、前記貯湯タンクに流入する流量と、を調整可能な制御装置と、を有しており、
前記制御装置には、前記利用側湯水の設定温度と、前記設定温度以上に設定された閾温度が予め設定されており、
前記制御装置は、前記利用側温度センサの測定温度が前記閾温度以下の場合には、前記加熱手段で加熱された前記熱源側湯水が前記利用側熱交換器に流入するよう前記流路切替手段を制御し、前記利用側温度センサの測定温度が前記閾温度よりも高い場合には、前記加熱手段で加熱された前記熱源側湯水が前記利用側熱交換器と前記貯湯タンクの両方に流入するよう前記流路切替手段を制御することを特徴とする給湯機。
【請求項９】
熱源側湯水を加熱して流出する加熱手段と、
上部から前記加熱手段により加熱された前記熱源側湯水が流入し、下部から水源より前記熱源側湯水となる水が供給される貯湯タンクと、
前記加熱手段により加熱された前記熱源側湯水と、利用側湯水とが流入し、流入した前記熱源側湯水を前記利用側湯水と熱交換を行う利用側熱交換器と、
前記貯湯タンクに貯留されている前記熱源側湯水が流入する第１流入口と、前記利用側熱交換器より流出した前記熱源側湯水が流入する第２流入口と、前記第１流入口及び前記第２流入口より流入した前記熱源側湯水を前記加熱手段へ流出させる流出口と、を有する流量調整手段と、
前記利用側熱交換器に流入する前の前記利用側湯水の温度を測定する利用側温度センサと、
前記流路調整手段の前記第１流入口の開度と、前記第２流入口の開度を制御することで、前記加熱手段より流出する熱源側温水の、前記利用側熱交換器に流入する流量と、前記貯湯タンクに流入する流量と、を調整可能な制御装置と、を有しており、
前記制御装置には、前記利用側湯水の設定温度と、前記設定温度以下に設定された閾温度が予め設定されており、
前記制御装置は、前記利用側温度センサの測定温度が前記閾温度以下の場合には、前記加熱手段で加熱された前記熱源側湯水が前記利用側熱交換器と前記貯湯タンクの両方に流入するよう前記流路切替手段を制御し、前記利用側温度センサの測定温度が前記閾温度よりも高い場合には、前記加熱手段で加熱された前記熱源側湯水が前記貯湯タンクに流入するよう前記流路切替手段を制御することを特徴とする給湯機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、貯湯式の給湯機に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、給湯機として、例えば特許文献１のように、加熱手段に該当するヒートポンプ装置と貯湯タンクとを備えたものがある。この種の給湯機は、貯湯タンク内の湯水を加熱手段に流し、加熱手段で高温の湯にして貯湯タンク内に戻す沸き上げ運転を行うことで貯湯タンク内に高温の湯を貯留できる。貯湯タンク内の高温の湯は、浴槽の湯張り、浴槽内の湯水の追い焚き運転に使用される。また、貯湯タンク内の湯水の温度が低下するなどの理由で貯湯タンク内の湯を用いて追い焚き運転ができない場合には、加熱手段で沸き上げた高温の湯をそのまま浴槽内の湯水の追い焚きに用いることで低温になった湯水を再び加熱手段で高温の湯に沸き上げて循環させる追い焚き運転が可能である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００４−２０５１４０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１のように加熱手段を用いた追い焚き運転では、加熱手段で沸き上げる加熱熱量と、浴槽内の湯水からの放熱熱量では、加熱熱量の方が大きい場合が多く、この場合では浴槽内の湯水の温度が設定温度に達しても、更に温度が上がり続けてしまう問題が生じてしまう。この問題に対して、特許文献１では、加熱手段の運転を停止させ、また浴槽内の湯水の温度が下がると再び加熱手段を運転させることにより回避していた。しかし、特許文献１の方法では、加熱手段の運転の発停が頻繁に起きてしまう。加熱手段の運転が停止している間には、加熱手段自体の温度が低くなり、加熱手段の運転を再開する時に加熱手段自体を温めなおす熱量が必要となってしまう。そのため、頻繁な加熱手段の運転の発停はＣＯＰ（エネルギー消費効率）を低下させる要因となっていた。特に加熱手段がヒートポンプである場合は、ヒートポンプ起動から追い焚き運転に必要な熱量になるまでに相応の時間を有するため、ＣＯＰの低下が顕著であった。
【０００５】
本発明は、上記を鑑みてなされたものであって、頻繁な加熱手段の運転の発停を抑制し、ＣＯＰの高い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】
本発明の給湯機は、流入した熱源側湯水を加熱して流出する加熱手段と、上部から加熱手段により加熱された熱源側湯水が流入し、下部から水源より熱源側湯水となる水が供給される貯湯タンクと、加熱手段により加熱された熱源側湯水と、利用側湯水とが流入し、流入した熱源側湯水を利用側湯水と熱交換を行わせる利用側熱交換器と、貯湯タンクに貯留されている熱源側湯水が流入する第１流入口と、利用側熱交換器より流出した熱源側湯水が流入する第２流入口と、第１流入口及び第２流入口より流入した熱源側湯水が加熱手段へ流出する流出口と、を有する流量調整手段と、利用側熱交換器に流入する前の利用側湯水の温度を測定する利用側温度センサと、流路調整手段の第１流入口の開度と、第２流入口の開度を制御することで、加熱手段より流出する熱源側温水の、利用側熱交換器に流入する流量と、貯湯タンクに流入する流量と、を調整可能な制御装置と、を有しており、制御装置には、利用側湯水の設定温度と、設定温度よりも低い温度に設定された第１の閾温度と、設定温度と同じ又は設定温度よりも高い温度に設定された第２の閾温度が予め設定されており、制御装置は、利用側温度センサの測定温度が第１の閾温度以下の場合には、加熱手段で加熱された熱源側湯水が利用側熱交換器に流入するように流量調整手段を制御し、利用側温度センサの測定温度が第１の閾温度よりも高く第２の閾温度よりも低い場合には、加熱手段で加熱された熱源側湯水が利用側熱交換器と貯湯タンクの両方に流入するように流量調整手段を制御し、利用側温度センサの測定温度が第２の閾温度以上の場合には、加熱手段で加熱された熱源側湯水が貯湯タンクに流入するように流量調整手段を制御する。
【発明の効果】
【０００７】
本発明に係る給湯機は、加熱手段から流出する高温の湯は、利用側温度センサで測定した利用側熱交換器に流入する前の利用側湯水の温度が第１の閾温度以下の場合には利用側熱交換器に流入するよう制御を行い、第１の閾温度よりも高く第２の閾温度よりも低い場合には利用側熱交換器と貯湯タンクの両方に流入するよう制御を行い、第２の閾温度以上の場合には貯湯タンクに流入するよう制御を行うため、加熱手段の発停を行わずに利用側湯水への加熱量を調整することができ、加熱手段の発停による損失分を低減し、給湯機のＣＯＰの向上を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】実施の形態１に係る給湯機の構成図である。
【図２】実施の形態１に係る給湯機の沸き上げ単独運転時の構成図である。
【図３】実施の形態１に係る給湯機の追い焚き単独運転時の構成図である。
【図４】実施の形態１に係る給湯機の沸き上げ・追い焚き同時運転時の構成図である。
【図５】実施の形態１に係る給湯機のブロック線図である。
【図６】実施の形態１に係る給湯機の自動運転制御のフローチャートである。
【図７】実施の形態１の第１の変形例に係る給湯機の自動運転制御のフローチャートである。
【図８】実施の形態１の第２の変形例に係る給湯機の自動運転制御のフローチャートである。
【図９】実施の形態２における加熱ユニット１０から利用側熱交換器２４へ流れる流量の比率と利用側温度Ｔとの関係を示したグラフである。
【図１０】実施の形態２の変形例における加熱ユニット１０から利用側熱交換器２４へ流れる流量の比率と利用側温度Ｔとの関係を示したグラフである。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、本発明について図とともに説明するが、各図において同一または相当部分は同一符号を付し、重複する説明を省略する。
【００１０】
実施の形態１
図１は、本発明に係る給湯機の構成図である。まず、給湯機１の全体の構成について説明する。給湯機１は、給湯機１内を循環する熱源側湯水を沸き上げる加熱ユニット１０（本発明の加熱手段に相当）と、熱源側湯水を貯湯するタンクユニット２０と、給湯温度など給湯機１の設定の変更又は運転動作指令を使用者が入力可能なリモコン２１とを備えている。加熱ユニット１０と、タンクユニット２０は、加熱ユニット往き配管４０と、加熱ユニット戻り配管４１と、電気配線（図示省略）によって接続されている。また、タンクユニット２０は、利用側往き配管４２と、利用側戻り配管４３によって浴槽６０と接続されている。浴槽６０内の湯水が、本発明の利用側湯水に該当する。さらに、リモコン２１は、タンクユニット２０に内蔵された制御装置２２と通信可能に接続されている。
【００１１】
次に加熱ユニット１０について説明する。加熱ユニット１０の内部には、圧縮機１１、沸き上げ用熱交換器１２、膨張弁１３、空気熱交換器１４を、冷媒配管１５によって環状に接続され冷媒が循環するヒートポンプサイクルが構成されている。また、沸き上げ用熱交換器１２には、一端が加熱ユニット往き配管４０に繋がり、もう一端が加熱ユニット戻り配管４１に繋がる流路が形成されている。沸き上げ用熱交換器１２の流路には加熱ユニット往き配管４０から熱源側湯水が流れ、圧縮機１１によって高温高圧になった冷媒と熱交換することで熱源側湯水が加熱される。
【００１２】
次にタンクユニット２０について説明する。タンクユニット２０には、熱源側湯水を貯留する貯湯タンク２３が備えられている。貯湯タンク２３の下部には、水道等の水源から供給される水を熱源側湯水として貯湯タンク２３下部へ流入させるための水流入口２３ａが設けられている。また、貯湯タンク２３の上部には、加熱ユニット１０により加熱された熱源側湯水を貯湯タンク２３内部へ流入又は貯湯タンク２３上部の熱源側湯水を流出させるための温水流入出口２３ｄが設けられている。貯湯タンク２３には、下部より水源から供給される水が流入し、上部より熱源ユニット１０により加熱された熱源側湯水がそれぞれ流入することにより、上部に高温の熱源側湯水の層が生じ、下部に低温の熱源側湯水の層が生じるように熱源側湯水が貯留されている。また、貯湯タンク２３の表面には、制御装置２２に接続された複数のタンク用温度センサ２３ｅが高さを変えて取り付けられている。制御装置２２は複数のタンク用温度センサ２３ｅにより貯湯タンク２３内の熱源側湯水の温度分布を検出することができ、この温度分布を基に貯湯タンク２３内の高温の熱源側湯水の残湯量を把握することができる。
【００１３】
貯湯タンク２３の下部には、貯湯タンク２３の下部に貯留されている熱源側湯水を加熱ユニット１０へ流出させる水流出口２３ｂが設けられている。また、貯湯タンク２３の中央部から下部の間には、加熱ユニット１０により加熱された熱源側湯水を貯湯タンク２３内部へ流入させるための中温水流入口２３ｃが設けられている。
【００１４】
また、タンクユニット２０内には、加熱ユニット１０により沸き上げられた熱源側湯水を利用して、浴槽６０の湯を加熱する利用側熱交換器２４が備えられている。利用側熱交換器２４には、２つの独立した流路が構成されており、それぞれの流路に流れる湯水同士で熱交換を行う。本発明では、片方の流路にはタンクユニット２０内の熱源側湯水が流れ、もう片方の流路には利用側湯水である浴槽６０内の湯水が流れ、タンクユニット２０内の高温の熱源側湯水が浴槽６０内の湯水と熱交換することによって、浴槽６０内の湯水が加熱されるように構成されている。
【００１５】
次に、タンクユニット２０内の配管について説明する。まず、タンクユニット２０内部には、上水道等の水源から供給される水をタンクユニット２０に流入させる給水管路４４が構成されている。給水管路４４は、一端が水源に接続され他端が減圧弁２５に接続されている第１給水配管４４ａと、一端が減圧弁２５に接続され他端が分岐しそれぞれ給湯用混合弁２６と利用側混合弁２７に接続されている第２給水配管４４ｂと、一端が減圧弁２５に接続され他端が貯湯タンク２３の水流入口２３ａに接続されている第３給水配管４４ｃより構成されている。そのため、水源から供給される水は、水源から第１給水配管４４ａへ流入し、第１給水配管４４ａを通過した後に減圧弁２５により所定の水圧に調圧され、第３給水配管４４ｃを介して貯湯タンク２３の下部へ流入される。
【００１６】
また、タンクユニット２０は三方弁２８（本発明の流量調整手段に相当）を有している。三方弁２８は、熱源側湯水が流入する第１流入口（ａポート）及び第２流入口（ｂポート）と、流入した熱源側湯水が流出する流出口（ｃポート）を有しており、第１流入口と、第２流入口の開度を調整することが可能である。そのため、三方弁２８は、第１流入口から流出口へ流れる流量と、第２流入口から流出口へ流れる流量の比率を調整可能に構成されている。なお、三方弁２８は、第１流入口と第２流入口のそれぞれの開度を０とする、つまり第１流入口と第２流入口をそれぞれ閉鎖することも可能である。三方弁２８の第１流入口は、水流出口配管４５を介して水流出口２３ｂと接続されている。また、三方弁２８の第２流入口は温水流出配管４６を介して利用側熱交換器２４の熱源側湯水が流れる流路と接続されている。さらに、三方弁２８の流出口は加熱ユニット往き配管４０を介して加熱ユニット１０に接続されている。
【００１７】
タンクユニット２０の内部であり、加熱ユニット往き配管４０の途中には熱源ポンプ２９が設置されている。熱源ポンプ２９の吸込口は三方弁２８の流出口側に接続されており、吐出口は加熱ユニット１０側に接続されている。つまり、熱源ポンプ２９は、加熱ユニット往き配管４０内の熱源側湯水を三方弁２８の流出口より加熱ユニット１０へ流すように設けられている。
【００１８】
さらに、タンクユニット２０は四方弁３０を有している。四方弁３０は、熱源側湯水が流入する第１流入口（ｂポート）及び第２流入口（ｃポート）と、流入した熱源側湯水が流出する第１流出口（ａポート）及び第２流出口（ｄポート）を有しており、第１流入口と第１流出口を繋ぐ流路（ｂ−ａ流路）と、第１流入口と第２流出口を繋ぐ流路（ｂ−ｄ流路）と、第２流入口と第１流出口を繋ぐ流路（ｃ−ａ流路）と、第２流入口と第２流出口を繋ぐ流路（ｃ−ｄ流路）をそれぞれ切り替え可能に構成されている。四方弁３０の第１流入口は、加熱ユニット戻り配管４１を介して加熱ユニット１０に接続されている。四方弁３０の第２流入口は、第１バイパス配管４７を介して加熱ユニット往き配管４０の熱源ポンプ２９よりも加熱ユニット１０側の箇所に接続されている。四方弁３０の第１流出口は、第２バイパス配管４８を介して貯湯タンク２３の中温水流入口２３ｃに接続されている。四方弁３０の第２流出口は、送湯配管４９を介して温水流入出口２３ｄに接続されている。
【００１９】
送湯配管４９の途中には、温水流入配管５０と接続されている分岐点と、第１給湯配管５１に接続されている分岐点が設けられている。温水流入配管５０の一端は送湯配管４９に接続され、もう一端は利用側熱交換器２４の熱源側湯水が流れる流路に接続されており、利用側熱交換器２４を介して温水流出配管４６に接続されている。また、第１給湯配管５１の一端は送湯配管４９に接続され、もう一端は分岐しそれぞれ給湯用混合弁２６と利用側混合弁２７に接続されている。
【００２０】
給湯用混合弁２６及び利用側混合弁２７は、第２給水配管４４ｂから流入する水源から供給された水と、第１給湯配管５１から流入する熱源側湯水との流量比を調整することで温度調整を行い、温度調整を行われた熱源側湯水をそれぞれの流出口より流出させる。給湯用混合弁２６の流出口から流出された熱源側湯水は、第２給湯配管５２を経由して、シャワー又はカラン等へ向かう配管が接続される水栓３１に供給される。また、利用側混合弁２７の流出口から流出された熱源側湯水は、第３給湯配管５３と、利用側往き配管４２を経由して利用側湯水として浴槽６０に供給される。第３給湯配管５３の途中には、第３給湯配管５３を通る熱源側湯水の流量を検出する利用側流量センサ３２と、第３給湯配管５３を開閉する利用側電磁弁３３と、が設けられている。
【００２１】
利用側往き配管４２の一端は、利用側熱交換器２４の利用側湯水が流れる流路、つまり温水流出配管４６及び温水流入配管５０と接続された流路とは異なる利用側熱交換器２４の流路に接続されている。利用側往き配管４２のもう一端は、浴槽６０に接続されている。また、利用側戻り配管４３の一端は浴槽６０に接続され、もう一端は利用側熱交換器２４の利用側往き配管４２が接続された流路に接続されている。また、利用側戻り配管４３の途中には、浴槽６０、利用側戻り配管４３、利用側熱交換器２４、利用側往き配管４２、浴槽６０の順で浴槽６０の湯水を循環させる利用側循環ポンプ３４が設けられている。さらに、利用側往き配管４２の途中には、利用側熱交換器２４より流出した後の浴槽６０の湯水の温度を測定する利用側往き温度センサ３５が設けられ、利用側戻り配管４３の途中には、利用側熱交換器２４に流入する前の浴槽６０の湯水の温度を検出する利用側戻り温度センサ３６（本発明の利用側温度センサに相当）が設けられている。なお、利用側戻り温度センサ３６は、利用側熱交換器２４に流入する前の浴槽６０の温度を検出できればよく、例えば、浴槽６０内に設けられ、浴槽６０の温度を直接測定しても良い。
【００２２】
次に、給湯機１の運転状態について説明する。本発明の給湯機１は少なくとも沸き上げ単独運転と、追い焚き単独運転と、沸き上げ・追い焚き同時運転との三種類の運転状態を切り替えることができる。これら三種類の運転は、三方弁２８と四方弁３０によって切り替えられる。なお、給湯機１の運転状態を示している図２〜４において熱源側湯水が流れる配管を、他の配管より太い実線で示している。
【００２３】
図２は、本発明に係る給湯機の沸き上げ単独運転時の構成図である。沸き上げ単独運転の場合には、三方弁２８は第１流入口から流出口へ流れる流量の比率を１００％とし、第２流入口から流出口へ流れる流量の比率を０％とする。つまり、三方弁２８は、第１流入口を流出口に連通させ、第２流入口を閉鎖させた状態になる。また、四方弁３０は、第１流入口と第２流出口を繋ぐ流路が選択されており、第２流入口と第１流出口は閉鎖されている。また、沸き上げ単独運転時には、少なくとも加熱ユニット１０及び熱源ポンプ２９は動作している。
【００２４】
沸き上げ単独運転時において、貯湯タンク２３の下部に貯留された熱源側湯水は、水流出口２３ｂより貯湯タンク２３から流出し、水流出口配管４５と、三方弁２８と、加熱ユニット往き配管４０と、熱源ポンプ２９とを介して加熱ユニット１０内の沸き上げ用熱交換器１２に流入する。熱源側湯水は、沸き上げ用熱交換器１２により加熱される。加熱された熱源側湯水は、加熱ユニット戻り配管４１と、四方弁３０と、送湯配管４９とを介して温水流入出口２３ｄより貯湯タンク２３へ流入し、貯湯タンク２３の上部に貯えられる。このように沸き上げ単独運転を実行することにより、貯湯タンク２３内は下部の低温の熱源側湯水が流出し、上部に高温の熱源側湯水が流入するため、高温の熱源側湯水の層が厚くなっていき、低温の熱源側湯水の層は薄くなっていく。
【００２５】
図３は、本発明に係る給湯機の追い焚き単独運転時の構成図である。追い焚き単独運転の場合には、三方弁２８は第１流入口から流出口へ流れる流量の比率を０％とし、第２流入口から流出口へ流れる流量の比率を１００％とする。つまり、三方弁２８は、第２流入口を流出口に連通させ、第１流入口を閉鎖させた状態になる。また、四方弁３０は、第１流入口と第２流出口を繋ぐ流路が選択されており、第２流入口と第１流出口は閉鎖されている。また、追い焚き単独運転時には、加熱ユニット１０、熱源ポンプ２９及び利用側循環ポンプ３４は動作している。
【００２６】
追い焚き単独運転時において、浴槽６０の湯水は、利用側循環ポンプ３４によって利用側戻り配管４３、利用側熱交換器２４、利用側往き配管４２を経由して循環している。また、沸き上げ用熱交換器１２で加熱された熱源側湯水は、加熱ユニット戻り配管４１と、四方弁３０と、送湯配管４９と、温水流入配管５０とを介して利用側熱交換器２４に流入する。そのため、沸き上げ用熱交換器１２で加熱された熱源側湯水によって、利用側熱交換器２４を流れる浴槽６０の湯水は温められ、浴槽６０内の湯水の追い焚きが行われる。利用側熱交換器２４で熱交換を行った熱源側湯水は、温度が下がり中温水となって、利用側熱交換器２４より流出する。流出した熱源側湯水は、温水流出配管４６と、三方弁２８と、加熱ユニット往き配管４０と、熱源ポンプ２９とを介して沸き上げ用熱交換器１２へ流入し、再度加熱される。このように中温水を再度沸き上げ用熱交換器１２へ流入させるため、沸き上げ用熱交換器１２で熱交換を行った熱源側湯水が貯湯タンク２３の下部に流入せず、沸き上げ単独運転時の際に加熱ユニット１０で加熱する貯湯タンク２３下部の熱源側湯水の温度を低く維持することが可能であり、沸き上げ単独運転の運転効率を高く維持することができる。なお、追い焚き単独運転は、利用側湯水の温度、つまり浴槽６０の湯水の温度を上げることが目的であるため、浴槽６０の湯水から放熱される熱量よりも多い熱量を利用側熱交換器２４より浴槽６０の湯水に与える必要がある。
【００２７】
図４は、本発明に係る給湯機の沸き上げ・追い焚き同時運転時の構成図である。沸き上げ・追い焚き同時運転の場合には、三方弁２８は第１流入口から流出口へ流れる流量と、第２流入口から流出口へ流れる流量とを予め定められた比率に調整する。つまり、三方弁２８は、第１流入口及び第２流入口の両方を流出口に連通させた状態になる。また、四方弁３０は、第１流入口と第２流出口を繋ぐ流路が選択されており、第２流入口と第１流出口は閉鎖されている。また、沸き上げ・追い焚き同時運転時には、加熱ユニット１０、熱源ポンプ２９及び利用側循環ポンプ３４は動作している。
【００２８】
沸き上げ・追い焚き同時運転時において、貯湯タンク２３の下部に貯留された熱源側湯水は、水流出口２３ｂより貯湯タンク２３から流出し、水流出口配管４５を介して三方弁２８の第１流入口より流入する。また、三方弁２８の第２流入口には、利用側熱交換器２４より流出した熱源側湯水が流入するため、三方弁２８の流出口からは第１流入口より流入した熱源側湯水と第２流入口より流入した熱源側湯水とが混合されて流出する。三方弁２８の流出口から流出した熱源側湯水は、加熱ユニット往き配管４０と、熱源ポンプ２９とを介して加熱ユニット１０内の沸き上げ用熱交換器１２に流入し、沸き上げ用熱交換器１２で加熱される。沸き上げ用熱交換器１２で加熱された熱源側湯水は、加熱ユニット戻り配管４１と、四方弁３０とを介して送湯配管４９へ流れる。送湯配管４９の途中で、熱源側湯水は、温水流入出口２３ｄより貯湯タンク２３へ流入する熱源側湯水と、温水流入配管５０とを介して利用側熱交換器２４に流入する熱源側湯水に分かれる。貯湯タンク２３へ流入する熱源側湯水は、貯湯タンク２３の上部に貯えられる。利用側熱交換器２４に流入する熱源側湯水は、浴槽６０の湯水と熱交換が行われ、温水流出配管４６を介して三方弁２８の第２流入口に流入する。このように、貯湯タンク２３の上部に高温の熱源側湯水を貯留させていくとともに、浴槽６０内の湯水の追い焚きを行うことができる。
【００２９】
また、沸き上げ・追い焚き同時運転では、沸き上げ用熱交換器１２で加熱後の熱源側湯水は、温水流入出口２３ｄより貯湯タンク２３へ流入する熱源側湯水と、温水流入配管５０とを介して利用側熱交換器２４に流入する熱源側湯水に分かれている。そのため、沸き上げ用熱交換器１２で加熱熱量の一部は貯湯タンク２３へ流入する熱源側湯水に用いられるため、追い焚き単独運転に比べて利用側熱交換器２４により浴槽６０の湯水に与える熱量は少なくなる。
【００３０】
なお、沸き上げ・追い焚き同時運転時に、加熱ユニット１０から貯湯タンク２３へ流入する熱源側湯水と、利用側熱交換器２４に流入する熱源側湯水との比率は、三方弁２８の第１流入口から流出口へ流れる流量と、第２流入口から流出口へ流れる流量の比率に依存する。例えば、三方弁２８の第２流入口から流出口へ流れる流量よりも第１流入口から流出口へ流れる流量が多い場合は、利用側熱交換器２４に流入する熱源側湯水の流量よりも貯湯タンク２３へ流入する熱源側湯水の流量が多くなる。
【００３１】
図５は、本発明に係る給湯機のブロック線図である。次に給湯機１内の信号の流れについて説明する。制御装置２２は、リモコン２１と、複数のタンク用温度センサ２３ｅと、利用側流量センサ３２と、利用側往き温度センサ３５と、利用側戻り温度センサ３６と、に接続されている。制御装置２２は、リモコン２１からの浴槽６０内の湯水の設定温度である利用側設定温度Ｔｍなどの設定値又は加熱ユニット１０のオン／オフなどの運転動作指令の情報を含んだ信号と、複数のタンク用温度センサ２３ｅ、利用側往き温度センサ３５及び利用側戻り温度センサ３６が測定する温度の情報を含んだ信号と、利用側流量センサ３２が測定した第３給湯配管５３を通る熱源側湯水の流量を受信することができる。
【００３２】
また、制御装置２２は、圧縮機１１と、三方弁２８と、給湯用混合弁２６と、利用側混合弁２７と、熱源ポンプ２９と、四方弁３０と、利用側電磁弁３３と、利用側循環ポンプ３４とに接続されており、各々の機器に制御信号を送信することができる。例えば、制御装置２２は、圧縮機１１の回転数、三方弁２８の第１流入口の開度と、第２流入口の開度を制御することができる。
【００３３】
制御装置２２は、給湯機１の制御のために必要な情報を記憶する記憶部２２ａと、制御装置２２が受信する信号が有する情報と記憶部２２ａに記憶された情報を用いてどのように制御を行うか判断を行う判断部２２ｂを有している。記憶部２２ａには、第１の閾温度Ｔ１と、第２の閾温度Ｔ２とを記憶している。第１の閾温度Ｔ１と、第２の閾温度Ｔ２は、リモコン２１から設定された浴槽６０の設定温度である利用側設定温度Ｔｍに関連付けて制御装置２２内で設定され、第１の閾温度Ｔ１は利用側設定温度Ｔｍよりも低い温度に設定され、第２の閾温度Ｔ２は利用側設定温度Ｔｍよりも高い温度又は利用側設定温度Ｔｍと同じ温度に設定される。つまり、Ｔ１＜Ｔｍ≦Ｔ２の関係式が成り立つ。
【００３４】
図６は、本発明に係る給湯機の自動運転制御のフローチャートである。次に、給湯機１の自動運転制御について説明を行う。なお、自動運転制御を開始する段階では、既に浴槽６０には湯張りがなされており、利用側循環ポンプ３４は動作しているとする。
【００３５】
ステップＳ１では、制御装置２２は、浴槽６０の湯水の温度である利用側温度Ｔを取得する。実施の形態１では、利用側循環ポンプ３４が動作している場合、浴槽６０の湯水は、利用側熱交換器２４に流入する前に利用側戻り温度センサ３６を通過するため、制御装置２２は利用側戻り温度センサ３６の測定値を利用側温度Ｔとして取得する。利用側温度Ｔの取得後、ステップＳ２に進む。
【００３６】
ステップＳ２では、判断部２２ｂは、利用側温度Ｔと記憶部２２ａが記憶している第１の閾温度Ｔ１とを比較し、利用側温度Ｔが第１の閾温度Ｔ１以下であるか、つまりＴ≦Ｔ１の条件を満たすかを判定する。条件を満たす場合はステップＳ４に進み、条件を満たさない場合はステップＳ３に進む。
【００３７】
ステップＳ３では、判断部２２ｂは、利用側温度Ｔと記憶部２２ａが記憶している第２の閾温度Ｔ２とを比較し第２の閾温度の方が高いか、つまりＴ＜Ｔ２の条件を満たすかを判定する。条件を満たす場合はステップＳ５に進み、条件を満たさない場合はステップＳ６に進む。
【００３８】
ステップＳ４では、制御装置２２は、給湯機１の運転状態を追い焚き単独運転にする。具体的には、制御装置２２は、三方弁２８を第２流入口と流出口を連通させ、第１流入口を閉鎖する状態に制御し、さらに四方弁３０を第１流入口と第２流出口を繋ぐ流路が選択されている状態に制御する。給湯機１の運転状態を追い焚き単独運転にした後、ステップＳ１へ戻る。ステップＳ４が実行される場合の利用側温度Ｔは、第１の閾温度Ｔ１以下であるため、利用側温度Ｔは利用側設定温度Ｔｍよりも低下している。そのため、追い焚き単独運転を行うことで、浴槽６０の湯に熱量を与えて、早急に利用側温度Ｔを上昇させ利用側設定温度Ｔｍに近づけることができる。
【００３９】
ステップＳ５では、制御装置２２は、給湯機１の運転状態を沸き上げ・追い焚き同時運転にする。具体的には、制御装置２２は、三方弁２８を第１流入口と流出口を連通させ、さらに第２流入口と流出口も連通させた状態に制御し、さらに四方弁３０を第１流入口と第２流出口を繋ぐ流路が選択されている状態に制御する。給湯機１の運転状態を沸き上げ・追い焚き同時運転にした後、ステップＳ１へ戻る。ステップＳ５が実行される場合の利用側温度Ｔは、第１の閾温度Ｔ１よりも大きく、第２の閾温度Ｔ２よりも小さい温度、つまりＴ１＜Ｔ＜Ｔ２の関係が成り立つ場合である。この場合、利用側温度Ｔは利用側設定温度Ｔｍに近いため、浴槽６０の湯に与える熱量は、浴槽６０の湯より放熱される熱量分だけでよく、追い焚き単独運転ほどの熱量を与える必要はない。そのため、沸き上げ・追い焚き同時運転を行うことで、追い焚き単独運転よりも低い熱量を浴槽６０の湯に与え、利用側設定温度Ｔｍを維持することができる。
【００４０】
ステップＳ６では、制御装置２２は、給湯機１の運転状態を沸き上げ単独運転にする。具体的には、制御装置２２は、三方弁２８を第１流入口と流出口を連通させ、第２流入口を閉鎖する状態に制御し、さらに四方弁３０を第１流入口と第２流出口を繋ぐ流路が選択されている状態に制御する。給湯機１の運転状態を沸き上げ単独運転にした後、ステップＳ１へ戻る。ステップＳ６が実行される場合の利用側温度Ｔは、第２の閾温度Ｔ２以上であるため、利用側温度Ｔは利用側設定温度Ｔｍよりも上昇している。そのため、沸き上げ単独運転を行うことで、利用側熱交換器２４に加熱された熱源側湯水を流入させないようにして、浴槽６０の湯に熱量を与えないようにする。
【００４１】
また、沸き上げ単独運転、追い焚き単独運転及び沸き上げ・追い焚き同時運転は、加熱ユニット１０は運転し続けるため、加熱ユニット１０は停止しない。そのため、加熱ユニット１０の運転の発停を行わずに浴槽６０の湯の温度を調整するため、加熱ユニット１０の発停に起因するＣＯＰの低下を防止することができる。
【００４２】
さらに、浴槽６０内の湯の温度調整を行う場合は浴槽６０に既に湯張りが成されており、一般的に浴槽６０の湯張りに用いる湯は貯湯タンク２３の上部の高温の熱源側湯水を用いる。そのため、浴槽６０内の湯の温度調整を行う際には貯湯タンク２３の高温の熱源側湯水の残湯量は少なくなっていることが多い。加えて、入浴時に使用者はシャワー及びカランから貯湯タンク２３の高温の熱源側湯水を使用することがある。そのため、貯湯タンク２３内の高温の熱源側湯水が不足する場合がある。しかし、実施の形態１の給湯機１は、浴槽６０の湯の温度を調整する際に沸き上げ単独運転、追い焚き単独運転及び沸き上げ・追い焚き同時運転の三種類の運転を切り替えるため、浴槽６０の湯の温度の調整と同時に貯湯タンク２３に高温の熱源側湯水を供給することができ、使用者が入浴中に高温の熱源側湯水が不足する事態を回避することができる。
【００４３】
以上のように、実施の形態１の給湯機は、利用側温度Ｔを第１の閾温度Ｔ１及び第２の閾温度Ｔ２と比較し、その比較結果によって沸き上げ単独運転、追い焚き単独運転及び沸き上げ・追い焚き同時運転の三種類の運転を切り替えるため、加熱手段の発停による損失分を低減し、給湯機のＣＯＰの向上を図ることができる。また、利用側温度Ｔの調整の際に、貯湯タンクに高温の熱源側湯水を供給するため、使用者が入浴時に高温の熱源側湯水が不足する事態を回避することができる。
【００４４】
なお、実施の形態１では、加熱ユニット１０はヒートポンプサイクルによって熱源側湯水を加熱しているが、これに限らず、例えば石油又はガスのような燃料を燃焼させた際の熱によって熱源側湯水を加熱するような構成にしてもよい。ただし、ヒートポンプは起動から追い焚き運転に必要な熱量になるまでに相応の時間を有するため、実施の形態１の発明は特に加熱ユニット１０がヒートポンプである場合に特段の効果を発揮する。
【００４５】
また、実施の形態１では、加熱ユニット戻り配管４１と、送湯配管４９とは四方弁３０を介して接続されている。しかし、本発明の特徴である沸き上げ単独運転、追い焚き単独運転及び沸き上げ・追い焚き同時運転の場合には、常に四方弁３０は加熱ユニット戻り配管４１と送湯配管４９を繋ぐ流路が選択されている。そのため、四方弁３０が無く、加熱ユニット戻り配管４１と送湯配管４９が直接接続された構成であっても構わない。
【００４６】
また、実施の形態１では、利用側往き配管４２と利用側戻り配管４３は浴槽６０に接続されていたが、これに限らず、例えば利用側往き配管４２と利用側戻り配管４３は温水暖房に繋がっても構わない。さらに温水暖房の場合は、利用側往き配管４２と利用側戻り配管４３を流れる利用側湯水は不凍液などの一般的な水ではない場合があるため、利用側混合弁２７と、利用側流量センサ３２と、利用側電磁弁３３と、第３給湯配管５３は無くても構わない。
【００４７】
図７は、実施の形態１の第１の変形例に係る給湯機の自動運転制御のフローチャートである。実施の形態１では利用側温度Ｔを第１の閾温度Ｔ１及び第２の閾温度Ｔ２と比較し、その比較結果によって沸き上げ単独運転、追い焚き単独運転及び沸き上げ・追い焚き同時運転の三種類の運転を切り替えている。これに限らず、実施の形態１の第１の変形例ではステップＳ２０のように、利用側温度Ｔと、利用側設定温度Ｔｍ以上に予め設定された第３の閾温度Ｔ３と、を比較し、利用側温度Ｔが第３の閾温度Ｔ３以下の場合は追い焚き単独運転に、利用側温度Ｔが第３の閾温度より高い場合は沸き上げ・追い焚き同時運転に、切り替えるように構成しており、これでも構わない。なお、実施の形態１の第１の変形例では、沸き上げ・追い焚き同時運転時の浴槽６０の湯に与える熱量が浴槽６０の湯が放熱する熱量を上回らないなど、沸き上げ・追い焚き同時運転時に浴槽６０の湯の温度が上昇し続けないように、制御装置２２は給湯器１を制御している。
【００４８】
図８は、実施の形態１の第２の変形例に係る給湯機の自動運転制御のフローチャートである。実施の形態１の第２の変形例ではステップＳ３０のように、利用側温度Ｔと、利用側設定温度Ｔｍ以下に予め設定された第４の閾温度Ｔ４と比較し、利用側温度Ｔが第４の閾温度Ｔ４以下の場合は沸き上げ・追い焚き同時運転に、利用側温度Ｔが第３の閾温度より高い場合は沸き上げ単独運転に切り替えるように構成しており、これでも構わない。ただし、この場合は第２の閾温度Ｔ２は利用側設定温度Ｔｍと同じ温度又は利用側設定温度Ｔｍよりも低い温度に設定される。なお、沸き上げ・追い焚き同時運転時の浴槽６０の湯に与える熱量が浴槽６０の湯が放熱する熱量を下回らないなど、沸き上げ・追い焚き同時運転時に浴槽６０の湯の温度が低下し続けないように、制御装置２２は給湯器１を制御している。
【００４９】
実施の形態２
次に実施の形態２の給湯機について説明をする。実施の形態２の給湯機１では、実施の形態１の制御に加えて、沸き上げ・追い焚き同時運転時において、制御装置２２は、加熱ユニット１０から利用側熱交換器２４へ流入する流量と、貯湯タンク２３へ流入する流量と、の比率を利用側温度Ｔに基づいて制御を行う。
【００５０】
図９は、実施の形態２における加熱ユニット１０から利用側熱交換器２４へ流れる流量の比率と利用側温度Ｔとの関係を示したグラフである。グラフ中のＸ１は予め設定された第１の比率であり、またＸ２は予め設定された第２の比率である。少なくとも第１の比率Ｘ１と第２の比率Ｘ２は、１００％＞Ｘ１＞Ｘ２＞０％の条件を満たすように設定されている。なお、加熱ユニット１０から貯湯タンク２３へ流れる流量の比率は、（１００−利用側熱交換器２４へ流れる流量の比率）で計算することができ、例えば加熱ユニット１０から利用側熱交換器２４へ流れる流量の比率が２０％の場合は、加熱ユニット１０から貯湯タンク２３へ流れる流量の比率は８０％となる。
【００５１】
利用側温度Ｔが、第１の閾温度Ｔ１以下の場合、つまりＴ≦Ｔ１の領域では、制御装置２２は、給湯機１を追い焚き単独運転で運転するよう制御しているため、加熱ユニット１０から利用側熱交換器２４へ流入する流量の比率が１００％になるよう三方弁２８の第１流入口と第２流入口の開度を制御している。沸き上げ用熱交換器１２による加熱熱量は全て利用側熱交換器２４に供給されるため、早急に利用側温度Ｔを上げることができる。
【００５２】
利用側温度Ｔが、第１の閾温度Ｔ１よりも高く利用側設定温度Ｔｍよりも低い場合、つまりＴ１＜Ｔ＜Ｔｍの領域では、制御装置２２は、給湯機１を沸き上げ・追い焚き同時運転で運転させ、さらに加熱ユニット１０から利用側熱交換器２４へ流入する流量の比率が予め設定された第１の比率Ｘ１％になるように三方弁２８の第１流入口と第２流入口の開度を制御する。そのため、沸き上げ用熱交換器１２による加熱熱量のうち、第１の比率Ｘ１％の熱量が利用側熱交換器２４で利用される。利用側温度Ｔは第１の閾温度Ｔ１よりも利用側設定温度Ｔｍに近づいているため、追い焚き単独運転時よりも少ない熱量を利用側熱交換器２４に供給することで、緩やかな温度変化で利用側温度Ｔを上げることができる。
【００５３】
利用側温度Ｔが、利用側設定温度Ｔｍ以上で第２の閾温度Ｔ２よりも低い場合、つまりＴｍ≦Ｔ＜Ｔ２の領域では、制御装置２２は、給湯機１を沸き上げ・追い焚き同時運転で運転させ、さらに加熱ユニット１０から利用側熱交換器２４へ流入する流量の比率が予め設定された第２の比率Ｘ２％になるように三方弁２８の第１流入口と第２流入口の開度を制御する。そのため、沸き上げ用熱交換器１２による加熱熱量のうち、第２の比率Ｘ２％の熱量が利用側熱交換器２４で利用される。利用側温度Ｔは利用側設定温度Ｔｍよりも高い温度であるため、Ｔ１＜Ｔ＜Ｔｍの領域の場合よりも更に少ない熱量を供給することで浴槽６０の湯水からの放熱熱量を補い、利用側温度Ｔを維持することができる。
【００５４】
利用側温度Ｔが、第２の閾温度Ｔ２以上の場合、つまりＴ２≦Ｔの領域では、制御装置２２は、給湯機１を沸き上げ単独運転で運転するよう制御しているため、加熱ユニット１０から利用側熱交換器２４へ流入する流量の比率が０％になるよう第１流入口と第２流入口の開度を制御している。そのため、沸き上げ用熱交換器１２による加熱熱量は利用側熱交換器２４に供給されない。
【００５５】
以上のように、利用側温度Ｔに基づいて、沸き上げ・追い焚き同時運転時における加熱ユニット１０から利用側熱交換器２４へ流入する流量と、加熱ユニット１０から貯湯タンク２３へ流入する流量との比率を制御することによって、利用側温度Ｔを利用側設定温度Ｔｍにより近づけることができる。
【００５６】
また、図９のグラフ中のＸｍは、利用側温度Ｔが利用側設定温度Ｔｍと等しい場合の浴槽６０の湯水からの放熱熱量と同じ熱量を利用側熱交換器２４に供給するような加熱ユニット１０から利用側熱交換器２４へ流入する流量の比率であり、均衡比率Ｘｍと名付ける。均衡比率Ｘｍは、加熱ユニット１０の加熱能力と、利用側設定温度Ｔｍにおける放熱熱量によって決定される。例えば、加熱ユニット１０の加熱能力が３ｋＷ、利用側設定温度が４０℃であり、４０℃における放熱熱量が０．６ｋＷとすると、放熱熱量は加熱ユニット１０の加熱能力の２０％の熱量であるため、均衡比率Ｘｍは２０％となる。実施の形態２では、第１の比率Ｘ１と、第２の比率Ｘ２は少なくとも１００％＞Ｘ１＞Ｘ２＞０％の条件を満たすように設定されていればよいが、さらに均衡比率Ｘｍと比較して、Ｘ２＜Ｘｍ＜Ｘ１の条件を満たすように第１の比率Ｘ１と第２の比率Ｘ２を設定されていれば、利用側温度Ｔを利用側設定温度Ｔｍに更に精度良く近づけることができる。
【００５７】
均衡比率Ｘｍは、利用側設定温度Ｔｍによって変わるため、より精密に利用側温度Ｔを利用側設定温度Ｔｍを近づける場合は、記憶部２２ａに設定可能な利用側設定温度Ｔｍに対応した均衡比率Ｘｍを記憶させておき、リモコン２１より設定された利用側設定温度Ｔｍに応じて均衡比率Ｘｍを設定しても構わない。
【００５８】
図１０は、実施の形態２の変形例における加熱ユニット１０から利用側熱交換器２４へ流入する流量の比率と利用側温度Ｔとの関係を示したグラフである。実施の形態２では、加熱ユニット１０から利用側熱交換器２４へ流入する流量の比率を断続的に変更しているが、これは三方弁２８の第１流入口及び第２流入口の開度の制御を容易にするためである。そのため、三方弁２８の第１流入口及び第２流入口の開度の制御が精密にできるのであれば、図１０のように加熱ユニット１０から利用側熱交換器２４へ流入する流量の比率を、利用側温度Ｔに応じて連続的に変更しても構わない。また、図１０は直線的に変更しているが、これに限らず、Ｔ１＜Ｔ＜Ｔ２の領域において利用側温度Ｔが上昇するほど加熱ユニット１０から利用側熱交換器２４へ流入する流量の比率が低くなるように変更するならば曲線でもよい。さらに、利用側温度Ｔが利用側設定温度Ｔｍと等しい場合の加熱ユニット１０から利用側熱交換器２４へ流入する流量の比率を均衡比率Ｘｍと等しくすることにより、十分時間が経過すると利用側温度Ｔは利用側設定温度Ｔｍとほぼ同じ温度になる。
【００５９】
実施の形態３
次に実施の形態３の給湯機について説明をする。実施の形態３の給湯機１では、実施の形態１の制御に加えて、沸き上げ単独運転時、追い焚き単独運転時及び沸き上げ・追い焚き同時運転時のそれぞれの運転に応じて、制御装置２２は加熱ユニット１０の加熱能力を変更する。加熱能力の変更の具体的な手段としては、圧縮機１１の回転数を変更する方法が挙げられ、回転数を低くすることによって加熱能力の低減が可能であり、回転数を高くすることで加熱能力の上昇が可能である。
【００６０】
まず、沸き上げ・追い焚き同時運転時の圧縮機１１の回転数について他の運転と比較して説明する。沸き上げ・追い焚き同時運転の場合は、浴槽６０の湯より放熱される熱量分だけ浴槽６０の湯に与えられればよいため、沸き上げ単独運転と追い焚き単独運転よりも熱量は必要ではなく、圧縮機１１の回転数も低くてよい。そのため、沸き上げ・追い焚き同時運転時の圧縮機１１の回転数は、沸き上げ単独運転時及び追い焚き単独運転時の回転数よりも低く設定した方が、圧縮機１１の消費電力が低減する。また、一般的な圧縮機には信頼性の観点から運転可能な最低回転数が設定されており、運転可能な最低回転数であっても加熱ユニット１０の加熱能力が、浴槽６０からの放熱熱量と比較して過大である場合がある。そのため、圧縮機１１の回転数は、運転可能な最低回転数付近に設定される場合もある。
【００６１】
次に、沸き上げ単独運転時の圧縮機１１の回転数と、追い焚き単独運転時の圧縮機１１の回転数について比較して説明する。沸き上げ単独運転の場合は、貯湯タンク２３下部の低温の熱源側湯水を加熱ユニット１０によって高温の熱源側湯水に沸き上げる必要がある。また、追い焚き単独運転の場合は、利用側熱交換器２４で熱交換を行った熱源側湯水を加熱ユニット１０によって高温の湯に沸き上げる必要がある。貯湯タンク２３下部の低温の熱源側湯水と、利用側熱交換器２４で熱交換を行った熱源側湯水とを比較すると、一般的に貯湯タンク２３下部の低温の熱源側湯水の方が温度は低い。そのため、貯湯タンク２３下部の低温の熱源側湯水と利用側熱交換器２４で熱交換を行った熱源側湯水では、同じ高温の熱源側湯水に沸き上げるために必要な熱量が異なり、貯湯タンク２３下部の低温の熱源側湯水の方が多くの熱量を必要とする。そのため、沸き上げ単独運転時と追い焚き単独運転時では、沸き上げ単独運転時の方が加熱ユニット１０の加熱能力を高くする必要があり、圧縮機１１の回転数は沸き上げ単独運転時の方が高くなければならない。
【００６２】
以上より、沸き上げ単独運転、追い焚き単独運転及び沸き上げ・追い焚き同時運転のそれぞれの運転で必要とする熱量は、沸き上げ単独運転＞追い焚き単独運転＞沸き上げ・追い焚き同時運転、の関係が成り立つ。よって、実施の形態３の給湯機１は、圧縮機１１の回転数が、沸き上げ単独運転＞追い焚き単独運転＞沸き上げ・追い焚き同時運転、の関係が成り立つように、それぞれの運転時の圧縮機１１の回転数を設定し、制御装置２２は運転が切り替わる際に圧縮機１１の回転数も同時に切り替えるよう制御を行う。特に、沸き上げ単独運転又は追い焚き単独運転から沸き上げ・追い焚き同時運転に切り替える際に、圧縮機１１の回転数が下がるため、沸き上げ・追い焚き同時運転時の圧縮機１１の消費電力も下がる。
【００６３】
なお、一般的に圧縮機１１の回転数は、他にも外気温度や入水温度に応じて決められ、加熱ユニット１０で同じ熱量を発生させる場合でも圧縮機１１の回転数が異なることがある。例えば、外気温度が低い冬季と、外気温度が高い夏季では、同じ熱量を発生させるには冬季の方が圧縮機１１の回転数を高く設定しなければならない。そのため、加熱ユニット１１が設置される場所において想定される状況から、各運転時に必要な熱量を確保するための最高回転数と最低回転数が求められ、各運転時の最高回転数から最低回転数までの回転数範囲も決定される。この時、各運転時の最高回転数及び最低回転数同士を比較すると、沸き上げ単独運転＞追い焚き単独運転＞沸き上げ・追い焚き同時運転、の関係は成り立つが、回転数範囲に着目すると、例えば、沸き上げ単独運転の最低回転数が沸き上げ・追い焚き同時運転の最高回転数よりも高く、沸き上げ単独運転の回転数範囲の一部と沸き上げ・追い焚き同時運転の回転数範囲の一部が重なるような場合もある。このように一方の運転からもう一方の運転に切り替わる際に、一方の運転時の回転数がもう一方の運転の回転数範囲内である場合には、回転数を変更しなくても良い。
【００６４】
実施の形態４
次に実施の形態４の給湯機について説明をする。実施の形態４の給湯機１では、貯湯タンク２３の上部に貯留させる高温の熱源側湯水の沸き上げ温度を、制御装置２２が制御している。なお、沸き上げ温度は、リモコン２１から入力されるなどの手段で既に記憶部２２ａに記憶されているものとする。
【００６５】
また、制御装置２２は、タイマーを有しており、制御装置２２はタイマーに基づいて予め記憶部２２ａに記憶されている時刻になると、記憶部２２ａに記憶された沸き上げ温度で沸き上げ単独運転を行うように設定されており、貯湯タンク２３の上部の高温の熱源側湯水は定期的に補充されている。この定期的に行われる沸き上げ単独運転は、深夜などの電気代の安い時間帯に設定されることが多い。一方、沸き上げ・追い焚き同時運転は、使用者が浴槽６０を使用している場合に行われるため、主に夕方や夜間など深夜よりも前の時間帯に使用されることが多い。そのため、定期的に沸き上げ単独運転で沸き上げた高温の熱源側湯水は、沸き上げ・追い焚き同時運転が使用される時間帯には温度が低下していることが多い。この場合に、沸き上げ・追い焚き同時運転時に、記憶部２２ａに記憶された沸き上げ温度で高温の熱源側湯水を沸き上げても、貯湯タンク２３に流入した際に高温の熱源側湯水よりも低い温度である貯湯タンク２３上部の熱源側湯水と混合して高温の熱源側湯水の層を形成することは難しい。そのため、沸き上げ・追い焚き同時運転時の、沸き上げ温度は記憶部２２ａに記憶された沸き上げ温度よりも低温になるよう、制御装置２２を制御することで、冷媒吐出温度を低くすることができ、ＣＯＰを高めることができる。
【００６６】
このように沸き上げ・追い焚き同時運転の沸き上げ温度は、定期的に行われる沸き上げ単独運転時の沸き上げ温度よりも低下させることにより、加熱ユニット１０の消費電力を低減させることができ、ＣＯＰの増大に寄与することができる。
【００６７】
なお、沸き上げ・追い焚き同時運転の場合の沸き上げ温度は、運転切り替え時の貯湯タンク２３上部の熱源側湯水の温度であることが望ましい。運転切り替え時の貯湯タンク２３上部の熱源側湯水の温度は、例えば貯湯タンク２３の表面に取り付けられた複数のタンク用温度センサ２３ｅのうち最も上部に取り付けられたタンク用温度センサ２３ｅの温度を参照する方法がある。また、沸き上げ単独運転からの経過時間と低下した温度の関係と、前回実行された深夜の沸き上げ単独運転の終了時間とを記憶部２２ａに記憶させ、判断部２２ｂが運転切り替え時の現在時間と記憶部２２ａに記憶されている終了時間を比較して経過時間を求め、経過時間より沸き上げ温度より低下した温度分を減算することで運転切り替え時の貯湯タンク２３上部の熱源側湯水の温度を算出する方法もある。
【符号の説明】
【００６８】
１  給湯機、１０  加熱ユニット、１１  圧縮機、１２  沸き上げ用熱交換器、１３  膨張弁、１４  空気熱交換器、１５  冷媒配管、２０  タンクユニット、２１  リモコン、２２  制御装置、２２ａ  記憶部、２２ｂ  判断部、２３  貯湯タンク、２３ａ  水流入口、２３ｂ  水流出口、２３ｃ  中温水流入口、２３ｄ  温水流入出口、２３ｅ  タンク用温度センサ、２４  利用側熱交換器、２５  減圧弁、２６  給湯用混合弁、２７  利用側混合弁、２８  三方弁、２９  熱源ポンプ、３０  四方弁、３１  水栓、３２  利用側流量センサ、３３  利用側電磁弁、３４  利用側循環ポンプ、３５  利用側往き温度センサ、３６  利用側戻り温度センサ、４０  加熱ユニット往き配管、４１  加熱ユニット戻り配管、４２  利用側往き配管、４３  利用側戻り配管、４４  給水管路、４４ａ  第１給水配管、４４ｂ  第２給水配管、４４ｃ  第３給水配管、４５  水流出口配管、４６  温水流出配管、４７  第１バイパス配管、４８  第２バイパス配管、４９  送湯配管、５０  温水流入配管、５１  第１給湯配管、５２  第２給湯配管、５３  第３給湯配管、６０  浴槽
【図１】
2015215106.tif 000003
【図２】
2015215106.tif 000004
【図３】
2015215106.tif 000005
【図４】
2015215106.tif 000006
【図５】
2015215106.tif 000007
【図６】
2015215106.tif 000008
【図７】
2015215106.tif 000009
【図８】
2015215106.tif 000010
【図９】
2015215106.tif 000011
【図１０】
2015215106.tif 000012