(57)【要約】【課題】ヒートポンプユニットによる加熱水を状態に応じて有効に活用して優れた出湯効率を有するヒートポンプ式給湯装置を提供する。【解決手段】ヒートポンプ式給湯装置は、ヒートポンプユニット１および貯湯タンク２と、貯湯タンク２内の水が水・冷媒熱交換器１ａを通ってタンク内上部の高温水部に戻るように設けられた循環流路１０と、高温水部の温水が流出して給湯使用側端末まで流れる給湯流路２２と、水・冷媒熱交換器１ａで加熱された温水が貯湯タンク２に至るまでの間の循環流路１０と給湯流路２２とを連絡する直接出湯流路３と、貯湯タンク２内の中温水部と直接出湯流路３を連絡する中温水流路５０と、水・冷媒熱交換器１ａで加熱された温水を直接出湯流路３側、または貯湯タンク２側に流す温度切替弁１１と、直接出湯流路３の温水を中温水部側、または給湯流路２２側に流す第１混合弁４、第２混合弁５と、を備えている。【選択図】図１
2008025980.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
熱交換部（１ａ）を流れる水を高温高圧の冷媒と熱交換させて加熱するヒートポンプユニット（１）と、
前記ヒートポンプユニット（１）によって加熱された温水を貯える貯湯タンク（２）と、
前記貯湯タンク（２）内の水が前記熱交換部（１ａ）を通って前記貯湯タンク（２）内上部の高温水部に戻るように前記貯湯タンク（２）と前記熱交換部（１ａ）とを連絡する循環流路（１０）と、
前記貯湯タンク（２）内の高温水部と給湯使用側端末とを連絡する給湯流路（２２）と、
前記熱交換部（１ａ）で加熱された温水が前記貯湯タンク（２）に至るまでの間の前記循環流路（１０）と前記給湯流路（２２）とを連絡する直接出湯流路（３）と、
前記貯湯タンク（２）内の中温水部と前記直接出湯流路（３）を連絡する中温水流路（５０）と、
前記熱交換部（１ａ）で加熱された温水を前記直接出湯流路（３）側、または前記貯湯タンク（２）側に流す第１流れ方向切替手段（１１）と、
前記直接出湯流路（３）を流れてきた温水を前記貯湯タンク（２）内の中温水部側、または前記給湯流路（２２）側に流す第２流れ方向切替手段（４、５、６１）と、
を備えることを特徴とするヒートポンプ式給湯装置。
【請求項２】
前記第２流れ方向切替手段（４、５）は、前記中温水流路（５０）と前記直接出湯流路（３）の合流部に設けられた第１混合弁（４）と、前記直接出湯流路（３）と前記給湯流路（２２）の合流部に設けられた第２混合弁（５）と、を有することを特徴とする請求項１に記載のヒートポンプ式給湯装置。
【請求項３】
前記第２流れ方向切替手段（４、５）は、前記中温水流路（５０）に設けられた開閉弁（６１）と、前記直接出湯流路（３）と前記給湯流路（２２）の合流部に設けられた第２混合弁（５）と、を有することを特徴とする請求項１に記載のヒートポンプ式給湯装置。
【請求項４】
第１流れ方向切替手段（１１）は、流体の温度に応じて流れ方向を切り替える温度切替弁で構成されることを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載のヒートポンプ式給湯装置。
【請求項５】
前記第１混合弁（４）よりも上流側に位置する前記直接出湯流路（３）の部位と前記貯湯タンク（２）内の下部とを連絡する第１の熱交換器流路（３７、３８）と、
前記第１の熱交換器流路（３７、３８）に配されて外部流体と熱交換する外部流体熱交換器（３６）と、を有することを特徴とする請求項２に記載のヒートポンプ式給湯装置。
【請求項６】
前記貯湯タンク（２）内上部の貯湯水を取り出せる部位と前記貯湯タンク（２）内下部から前記熱交換部（１ａ）に至るまでの間に形成される前記循環流路（１０）の部位とを連絡する第２の熱交換器流路（３９、４０）と、
前記第２の熱交換器流路（３９、４０）に配され、前記第２の熱交換器流路（３９、４０）を流れる水と外部流体とを熱交換する外部流体熱交換器（３６）と、を有することを特徴とする請求項２に記載のヒートポンプ式給湯装置。
【請求項７】
前記貯湯タンク（２）内上部の貯湯水を取り出せる部位と前記貯湯タンク（２）内下部から前記熱交換部（１ａ）に至るまでの間に形成される前記循環流路（１０）の部位とを連絡する第３の熱交換器流路（４０、４４）と、
前記第３の熱交換器流路（４０、４４）に配され、前記第３の熱交換器流路（４０、４４）を流れる水と外部流体とを熱交換する外部流体熱交換器（３６）と、を有することを特徴とする請求項２に記載のヒートポンプ式給湯装置。
【請求項８】
沸き上げ運転において前記ヒートポンプユニット（１）の立ち上がり運転が完了したことを判断できる情報を検出するとともに、前記第１流れ方向切替手段（１１）および前記第２流れ方向切替手段（４、５、６１）を制御する制御装置（６０）を備え、
前記制御装置（６０）は、検出された情報から前記立ち上がり運転が完了していないことを判断した場合には、前記熱交換部（１ａ）で加熱された温水を前記貯湯タンク（２）内の中温水部に流入させるために、前記温水を前記直接出湯流路（３）側に流すように前記第１流れ方向切替手段（１１）を制御するとともに、さらに前記貯湯タンク（２）内の中温水部側に流すように前記第２流れ方向切替手段（４、５、６１）を制御し、
一方、前記立ち上がり運転が完了したことを判断した場合には、前記熱交換部（１ａ）で加熱された温水を前記貯湯タンク（２）内の高温水部に流入させるために、前記貯湯タンク（２）側に流すように前記第１流れ方向切替手段（１１）を制御することを特徴とする請求項１から７のいずれかに記載のヒートポンプ式給湯装置。
【請求項９】
沸き上げ運転において前記ヒートポンプユニット（１）の立ち上がり運転が完了したことを判断できる情報を検出するとともに、前記第１流れ方向切替手段（１１）および前記第２流れ方向切替手段（４、５）を制御する制御装置（６０）を備え、
前記制御装置（６０）は、検出された情報から前記立ち上がり運転が完了していないことを判断した場合には、前記熱交換部（１ａ）で加熱された温水を前記貯湯タンク（２）内の中温水部に流入させるために、前記温水を前記直接出湯流路（３）側に流すように前記第１流れ方向切替手段（１１）を制御するとともに、さらに前記貯湯タンク（２）内の中温水部側に流すように前記第２流れ方向切替手段（４、５）を制御し、
一方、前記立ち上がり運転が完了したことを判断した場合には、前記熱交換部（１ａ）で加熱された温水を前記貯湯タンク（２）の内部を経由しないで前記外部流体熱交換器（３６）に流入させるように前記第１流れ方向切替手段（１１）および前記第２流れ方向切替手段（４、５）を制御することを特徴とする請求項５または６に記載のヒートポンプ式給湯装置。
【請求項１０】
前記外部流体熱交換器（３６）で熱交換される外部流体は浴槽内の浴水であり、
前記浴槽内と前記外部流体熱交換器（３６）との間を連絡し、前記浴水が循環するように設けられた追焚き浴水回路（５７、５４、５１）と、
前記浴水を前記追焚き浴水回路（５７、５４、５１）で強制的に循環させる風呂用循環ポンプ（５３）と、
前記貯湯タンク（２）内の高温水部の温水が流出して前記浴槽に至るまでの途中に設けられ、前記追焚き浴水回路（５７、５４、５１）に合流する風呂用流路（１８）と、
前記貯湯タンク（２）内上部の高温水を前記第３の熱交換器流路（４０、４４）または前記第２の熱交換器流路（３９、４０）を通して前記外部流体熱交換器（３６）に強制的に流入させる循環ポンプ（９）と、
を備えることを特徴とする請求項６または７に記載のヒートポンプ式給湯装置。
【請求項１１】
前記追焚き浴水回路（５７、５４、５１）と前記風呂用流路（１８）との合流部に設けられ、前記外部流体熱交換器（３６）で熱交換されてきた浴水および前記外部流体熱交換器（３６）を通らず熱交換されていない浴水のうち少なくともいずれか一方を前記浴槽内に流入させる追焚き浴水調整手段（４８）を備えることを特徴とする請求項１０に記載のヒートポンプ式給湯装置。
【請求項１２】
前記第１流れ方向切替手段（１１）および前記第２流れ方向切替手段（４、５、６２）の動作を制御する制御装置（６０）を備え、
前記制御装置（６０）は、追焚き運転時に、前記熱交換部（１ａ）で加熱された温水を前記貯湯タンク（２）内上部、または前記貯湯タンク（２）内の中温水部を介して前記第３の熱交換器流路（４０、４４）に流入させるように前記第１流れ方向切替手段（１１）および前記第２流れ方向切替手段（４、５、６２）の動作を制御することを特徴とする請求項１０または１１に記載のヒートポンプ式給湯装置。
【請求項１３】
前記第３の熱交換器流路（４０、４４）に設けられ、前記外部流体熱交換器（３６）から流出した水の温度を検出する熱交換器出口側温度検出手段（５６）と、
追焚き運転時に、前記熱交換器出口側温度検出手段（５６）によって検出された温度に基づいて前記循環ポンプ（９）による循環流量を制御する制御装置（６０）と、
を備えることを特徴とする請求項１０に記載のヒートポンプ式給湯装置。
【請求項１４】
前記循環ポンプ（９）による循環流量を制御する制御装置（６０）と、を備え、
前記制御装置（６０）は、追焚き運転時に、前記循環流量を減少させることを特徴とする請求項１０または１１に記載のヒートポンプ式給湯装置。
【請求項１５】
前記循環ポンプ（９）による循環流量を制御する制御装置（６０）と、を備え、
前記制御装置（６０）は、追焚き運転時に、前記循環流量を増加させることを特徴とする請求項１０または１１に記載のヒートポンプ式給湯装置。
【請求項１６】
熱交換部（１ａ）を流れる水を高温高圧の冷媒と熱交換させて加熱するヒートポンプユニット（１）と、
前記ヒートポンプユニット（１）によって加熱された温水を貯える貯湯タンク（２）と、
前記貯湯タンク（２）内の高温水部と給湯使用側端末とを連絡する給湯流路（２２）と、
前記熱交換部（１ａ）と前記給湯流路（２２）とを連絡し、前記熱交換部（１ａ）で加熱された温水が流れるバイパス流路（１００）と、
前記貯湯タンク（２）内の中温水部と前記給湯流路（２２）とを連絡する中温水流路（５０）と、
前記熱交換部（１ａ）で加熱され前記バイパス流路（１００）を流れてきた温水を、前記給湯流路（２２）を通して前記貯湯タンク（２）内の高温水部側に流したり、前記中温水流路（５０）を通して前記貯湯タンク（２）内の中温水部側に流したりすることが可能な温水流れ切替手段（５）と、
を備えることを特徴とするヒートポンプ式給湯装置。
【請求項１７】
前記貯湯タンク（２）内上部の貯湯水を取り出せる部位と前記貯湯タンク（２）内下部から前記熱交換部（１ａ）に至るまでの間の流路（１００）とを連絡する第３の熱交換器流路（４０、４４）と、
前記第３の熱交換器流路（４０、４４）に配され、前記第３の熱交換器流路（４０、４４）を流れる水と外部流体とを熱交換する外部流体熱交換器（３６）と、を有し、
前記温水流れ切替手段（５）は、前記熱交換部（１ａ）で加熱され前記バイパス流路（１００）を流れてきた温水を、前記前記第３の熱交換器流路（４０、４４）を通して前記外部流体熱交換器（３６）に流入させることを特徴とする請求項１６に記載のヒートポンプ式給湯装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ヒートポンプユニットによる沸き上げ温水やタンク貯湯温水を用いて給湯使用側端末へ温水を供給するヒートポンプ式給湯装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来のヒートポンプ式給湯装置は、特許文献１に記載のものが知られている。このヒートポンプ式給湯装置は、特許文献１の図２に示すように、ヒートポンプサイクルによって沸き上げられた温水が貯湯タンクの上部に設けた入口管を通って貯湯タンク内に流入する。そして、貯湯タンク内部では、下部よりも上部に高温の水が溜まるようになり、貯湯タンク内上部の高温の水が貯湯タンクの天面に設けた出口管から出湯され、シャワーや蛇口等よりなる給湯使用側端末に通水されることになる。
【０００３】
また、従来のヒートポンプ式給湯装置として、特許文献２に記載のものが知られている。このヒートポンプ式給湯装置は、特許文献１に記載の構成に加え、ヒートポンプユニットによる沸き上げ温水と熱交換して加熱される温水を風呂熱交換器に流入させる風呂追焚き加熱回路を備えている。この風呂追焚き加熱回路では、風呂熱交換器の上流側に流量調節弁を備え、この流量調節弁の開度を調整することにより、水・冷媒熱交換器で加熱されて風呂熱交換器に流入する温水の量を調整することができるように構成されている。
【特許文献１】特許第３７４３３７５号公報（図２参照）
【特許文献２】特開２００５−１４７４５１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記特許文献１に記載のヒートポンプ式給湯装置においては、ヒートポンプユニットの立ち上がり運転状態や熱交換器がまだ冷えている状態で給湯が開始されると、低温の水が貯湯タンク内上部に流入してタンク内上部の水温が低下するため、タンク内に形成される温度成層が乱れるので、出湯効率が悪くなるという問題があった。
【０００５】
また、上記特許文献２に記載のヒートポンプ式給湯装置においては、風呂の浴水を追い焚きする場合に、ヒートポンプユニットが十分な沸き上げ能力を発揮できるまで立ち上がっていないときには、まだ十分な追い焚きができないという問題があった。
【０００６】
そこで、本発明の第１の目的は、上記問題点を鑑みてなされたものであり、ヒートポンプユニットによる加熱水を状態に応じて有効に活用して優れた出湯効率を有するヒートポンプ式給湯装置を提供することにある。
【０００７】
また、本発明の第２の目的は、風呂の浴水を追い焚きする際に、ヒートポンプユニットの起動時でも十分な追焚き能力を得られるヒートポンプ式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】
【０００８】
上記目的を達成するために、以下の技術的手段を採用する。すなわち、ヒートポンプ式給湯装置にかかる第１の発明は、熱交換部（１ａ）を流れる水を高温高圧の冷媒と熱交換させて加熱するヒートポンプユニット（１）と、ヒートポンプユニット（１）によって加熱された温水を貯える貯湯タンク（２）と、貯湯タンク（２）内の水が熱交換部（１ａ）を通って貯湯タンク（２）内上部の高温水部に戻るように貯湯タンク（２）と熱交換部（１ａ）とを連絡する循環流路（１０）と、貯湯タンク（２）内の高温水部と給湯使用側端末とを連絡する給湯流路（２２）と、熱交換部（１ａ）で加熱された温水が貯湯タンク（２）に至るまでの間の循環流路（１０）と給湯流路（２２）とを連絡する直接出湯流路（３）と、貯湯タンク（２）内の中温水部と直接出湯流路（３）を連絡する中温水流路（５０）と、熱交換部（１ａ）で加熱された温水を直接出湯流路（３）側、または貯湯タンク（２）側に流す第１流れ方向切替手段（１１）と、直接出湯流路（３）を流れてきた温水を貯湯タンク（２）内の中温水部側、または給湯流路（２２）側に流す第２流れ方向切替手段（４、５、６２）と、を備えることを特徴とする。
【０００９】
この発明によれば、ヒートポンプユニットによる加熱水を、第１流れ方向切替手段により貯湯タンク内に流入させるか、直接出湯流路側へ流すかを選択できるとともに、さらに当該加熱水を、第２流れ方向切替手段により貯湯タンク内の中温水部に流入させるか、給湯流路側に流すかを選択できるので、貯湯タンク内に形成される温度成層の乱れを防止することができる。すなわち、ヒートポンプユニットによる加熱水の状態に応じてその流れのルートを制御することができるので、ヒートポンプ式給湯装置の成績係数が高く、優れた出湯効率が得られる。
【００１０】
第２の発明は、第１の発明における第２流れ方向切替手段（４、５）が、中温水流路（５０）と直接出湯流路（３）の合流部に設けられた第１混合弁（４）と、直接出湯流路（３）と給湯流路（２２）の合流部に設けられた第２混合弁（５）と、を有することが好ましい。
【００１１】
この発明によれば、第２流れ方向切替手段を混合弁で構成することができるので、部品数や制御面において簡単化した構成のヒートポンプ式給湯装置を提供できる。
【００１２】
さらに第１の発明における第２流れ方向切替手段（４、５）は、中温水流路（５０）に設けられた開閉弁（６２）と、直接出湯流路（３）と給湯流路（２２）の合流部に設けられた第２混合弁（５）と、を有することが好ましい。
【００１３】
この発明によれば、第２流れ方向切替手段を混合弁と開閉弁で構成することができるので、部品数や制御面においてさらに簡単化した構成のヒートポンプ式給湯装置を提供できる。
【００１４】
さらに上記の発明のいずれかにおいて、第１流れ方向切替手段（１１）は、流体の温度に応じて流れ方向を切り替える温度切替弁で構成されることが好ましい。この発明によれば、ヒートポンプユニット（１）によって加熱された温水の流れ方向を別個の温度センサによる検出に頼らないで制御することができる。
【００１５】
第３の発明は、さらに第２の発明において、第１混合弁（４）よりも上流側に位置する直接出湯流路（３）の部位と貯湯タンク（２）内の下部とを連絡する第１の熱交換器流路（３７、３８）と、この第１の熱交換器流路（３７、３８）に配されて外部流体と熱交換する外部流体熱交換器（３６）と、を有することが好ましい。
【００１６】
この発明によれば、外部流体の加熱源となる温水は、貯湯タンク内、循環流路、熱交換部、直接出湯流路、第１の熱交換器流路を順に通って外部流体熱交換器に流入し、そして第１の熱交換器流路を通って貯湯タンク内に戻ることになるので、直接出湯流路と一体化した外部流体熱源ルートを構築することができる。
【００１７】
第４の発明は、さらに第２の発明において、貯湯タンク（２）内上部の貯湯水を取り出せる部位と貯湯タンク（２）内下部から熱交換部（１ａ）に至るまでの間に形成される循環流路（１０）の部位とを連絡する第２の熱交換器流路（３９、４０）と、
当該第２の熱交換器流路（３９、４０）に配され、当該第２の熱交換器流路（３９、４０）を流れる水と外部流体とを熱交換する外部流体熱交換器（３６）と、を有することが好ましい。なお、「貯湯タンク（２）内上部の貯湯水を取り出せる部位」とは、貯湯タンク内の高温水部の温水を利用できる流路や取出し口であり、例えば、第２混合弁よりも上流側に位置する給湯流路の部位、貯湯タンクの上部もしくは天面など、である。
【００１８】
この発明によれば、外部流体の加熱源となる温水として、熱交換部で十分に加熱されて沸き上げられた温水を利用することができるので、エネルギー効率に優れた熱源を提供することができる。
【００１９】
さらに第２の発明において、貯湯タンク（２）内上部の貯湯水を取り出せる部位と貯湯タンク（２）内下部から熱交換部（１ａ）に至るまでの間に形成される循環流路（１０）の部位とを連絡する第３の熱交換器流路（４０、４４）と、
当該第３の熱交換器流路（４０、４４）に配され、当該第３の熱交換器流路（４０、４４）を流れる水と外部流体とを熱交換する外部流体熱交換器（３６）と、を有することが好ましい。なお、「貯湯タンク（２）内上部の貯湯水を取り出せる部位」とは、貯湯タンク内の高温水部の温水を利用できる流路や取出し口であり、例えば、第２混合弁よりも上流側に位置する給湯流路の部位、貯湯タンクの上部もしくは天面など、である。
【００２０】
この発明によれば、貯湯タンク内上部の高温水を利用して外部流体熱交換器内に流入させることができるので、エネルギー効率に優れた熱源を提供することができる。
【００２１】
さらに上記すべての発明のいずれかにおいて、沸き上げ運転においてヒートポンプユニット（１）の立ち上がり運転が完了したことを判断できる情報を検出するとともに、第１流れ方向切替手段（１１）および第２流れ方向切替手段（４、５、６２）を制御する制御装置（６０）を備え、
この制御装置（６０）は、検出された情報から立ち上がり運転が完了していないことを判断した場合には、加熱された温水を直接出湯流路（３）側に流すように第１流れ方向切替手段（１１）を制御するとともに、さらに貯湯タンク（２）内の中温水部側に流すように第２流れ方向切替手段（４、５、６２）を制御して、貯湯タンク（２）内の中温水部に流入させ、一方、当該立ち上がり運転が完了したことを判断した場合には、加熱された温水を貯湯タンク（２）側に流すように第１流れ方向切替手段（１１）を制御して貯湯タンク（２）内の高温水部に流入させることが好ましい。
【００２２】
この発明によれば、ヒートポンプユニットの立ち上がり運転初期の十分に沸きあがっていない低温水を貯湯タンク内の中温水部に流入させることにより、タンク内の温度成層を乱れさせないで成績係数の低下を防止することができる。さらに、立ち上がり運転完了後に沸き上げられた温水をタンク内上部に流入させることにより、高温貯湯運転を実施することができる運転効率に優れたヒートポンプ式給湯装置が得られる。
【００２３】
さらに、第３の発明または第４の発明において、沸き上げ運転においてヒートポンプユニット（１）の立ち上がり運転が完了したことを判断できる情報を検出するとともに、第１流れ方向切替手段（１１）および第２流れ方向切替手段（４、５）を制御する制御装置（６０）を備え、
当該制御装置（６０）は、検出された情報から立ち上がり運転が完了していないことを判断した場合には、熱交換部（１ａ）で加熱された温水を貯湯タンク（２）内の中温水部に流入させるために、温水を直接出湯流路（３）側に流すように第１流れ方向切替手段（１１）を制御するとともに、さらに貯湯タンク（２）内の中温水部側に流すように第２流れ方向切替手段（４、５）を制御し、
一方、立ち上がり運転が完了したことを判断した場合には、熱交換部（１ａ）で加熱された温水を貯湯タンク（２）内を経由しないで外部流体熱交換器（３６）に流入させるように第１流れ方向切替手段（１１）および第２流れ方向切替手段（４、５）を制御することが好ましい。
【００２４】
この発明によれば、立ち上がり運転完了後に沸き上げられた温水をタンク内を介さないで外部流体熱交換に流入させることにより、高温の沸き上げ温水を外部流体の加熱に利用することができる。
【００２５】
第５の発明は、上記第２の発明において、外部流体熱交換器（３６）で熱交換される外部流体は浴槽内の浴水であり、
当該浴槽内と外部流体熱交換器（３６）との間を連絡し、当該浴水が循環するように設けられた追焚き浴水回路（５７、５４、５１）と、
当該浴水を追焚き浴水回路（５７、５４、５１）で強制的に循環させる風呂用循環ポンプ（５３）と、
貯湯タンク（２）内の高温水部の温水が流出して浴槽に至るまでの途中に設けられ、追焚き浴水回路（５７、５４、５１）に合流する風呂用流路（１８）と、
貯湯タンク（２）内上部の高温水を第３の熱交換器流路（４０、４４）または第２の熱交換器流路（３９、４０）を通して外部流体熱交換器（３６）に強制的に流入させる循環ポンプ（９）と、
を備えることが好ましい。
【００２６】
この発明によれば、風呂の浴水を追い焚きする際に、ヒートポンプユニットの起動時でも十分な追焚き能力を得られる。
【００２７】
第６の発明は、上記第５の発明において、追焚き浴水回路（５７、５４、５１）と風呂用流路（１８）との合流部に設けられ、外部流体熱交換器（３６）で熱交換されてきた浴水および外部流体熱交換器（３６）を通らず熱交換されていない浴水のうち少なくともいずれか一方を浴槽内に流入させる追焚き浴水調整手段（４８）を備えることが好ましい。
【００２８】
この発明によれば、風呂の浴水を追い焚きする際に、ヒートポンプユニットの起動時でも十分な追焚き能力を得られるとともに、追焚き浴水調整手段により、外部流体熱交換器から流出する高温の湯と熱交換前の湯とを混同して浴槽に出湯するので、浴槽内の使用者により快適な追焚きを提供できる。
【００２９】
さらに上記第５の発明または第６の発明において、第１流れ方向切替手段（１１）および第２流れ方向切替手段（４、５、６２）の動作を制御する制御装置（６０）を備え、
制御装置（６０）は、追焚き運転時に、熱交換部（１ａ）で加熱された温水を貯湯タンク（２）内上部、または貯湯タンク（２）内の中温水部を介して第３の熱交換器流路（４０、４４）に流入させるように第１流れ方向切替手段（１１）および第２流れ方向切替手段（４、５、６２）の動作を制御することが好ましい。
【００３０】
この発明によれば、ヒートポンプユニットの沸き上げ能力に応じて貯湯タンク内上部の高温湯を追焚き運転に使用するので、追焚き可能な温度に未達の場合でも風呂の追焚きを適切に実施することができる。
【００３１】
さらに上記第５の発明において、第３の熱交換器流路（４０、４４）に設けられ外部流体熱交換器（３６）から流出した水の温度を検出する熱交換器出口側温度検出手段（５６）と、追焚き運転時に、熱交換器出口側温度検出手段（５６）によって検出された温度に基づいて循環ポンプ（９）による循環流量を制御する制御装置（６０）と、を備えることが好ましい。
【００３２】
この発明によれば、追焚き終了後、必要な時間、風呂用循環ポンプを運転することなどにより、浴槽内に流入する水温を制御することができるので、追焚き浴水調整手段が不要となり、コストダウンが図れる。
【００３３】
さらに上記第５の発明または第６の発明において、循環ポンプ（９）による循環流量を制御する制御装置（６０）と、を備え、制御装置（６０）は、追焚き運転時に、循環流量を減少させることが好ましい。この発明によれば、使用者に対して温度上昇が緩やかな体に優しい追焚きを提供できる。
【００３４】
さらに上記第５の発明または第６の発明において、循環ポンプ（９）による循環流量を制御する制御装置（６０）と、を備え、制御装置（６０）は、追焚き運転時に、循環流量を増加させることが好ましい。この発明によれば、追焚きの要求に迅速に対応することができる。
【００３５】
ヒートポンプ式給湯装置にかかる第７の発明は、熱交換部（１ａ）を流れる水を高温高圧の冷媒と熱交換させて加熱するヒートポンプユニット（１）と、
ヒートポンプユニット（１）によって加熱された温水を貯える貯湯タンク（２）と、
貯湯タンク（２）内の高温水部と給湯使用側端末とを連絡する給湯流路（２２）と、
熱交換部（１ａ）と給湯流路（２２）とを連絡し、熱交換部（１ａ）で加熱された温水が流れるバイパス流路（１００）と、
貯湯タンク（２）内の中温水部と給湯流路（２２）とを連絡する中温水流路（５０）と、
熱交換部（１ａ）から流出しバイパス流路（１００）を流れてきた温水を、給湯流路（２２）を通して貯湯タンク（２）内の高温水部側に流したり、中温水流路（５０）を通して貯湯タンク（２）内の中温水部側に流したりする温水流れ切替手段（５）と、
を備えることを特徴とする。
【００３６】
この発明によれば、ヒートポンプユニットによる加熱水を、温水流れ切替手段により貯湯タンク（２）内の高温水部側に流入させるか、貯湯タンク（２）内の中温水部側に流入させるかを選択できるので、貯湯タンク内に形成される温度成層の乱れを防止することができる。すなわち、ヒートポンプユニットによる加熱水の状態に応じてその流れのルートを制御することができるので、ヒートポンプ式給湯装置の成績係数が高く、優れた出湯効率が得られる。
【００３７】
さらに第７の発明において、貯湯タンク（２）内上部の貯湯水を取り出せる部位と貯湯タンク（２）内下部から熱交換部（１ａ）に至るまでの間の流路（１００）とを連絡する第３の熱交換器流路（４０、４４）と、
第３の熱交換器流路（４０、４４）に配され、第３の熱交換器流路（４０、４４）を流れる水と外部流体とを熱交換する外部流体熱交換器（３６）と、を有し、
温水流れ切替手段（５）は、熱交換部（１ａ）で加熱されバイパス流路（１００）を流れてきた温水を、第３の熱交換器流路（４０、４４）を通して外部流体熱交換器（３６）に流入させることが好ましい。なお、「貯湯タンク（２）内上部の貯湯水を取り出せる部位」とは、貯湯タンク内の高温水部の温水を利用できる流路や取出し口であり、例えば、第２混合弁よりも上流側に位置する給湯流路の部位、貯湯タンクの上部もしくは天面など、である。
【００３８】
この発明によれば、貯湯タンク内上部の高温水を利用して外部流体熱交換器内に流入させることができるので、エネルギー効率に優れた熱源を提供することができる。
【００３９】
なお、上記各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態の具体的手段との対応関係を示す一例である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４０】
（第１実施形態）
本発明の第１実施形態におけるヒートポンプ式給湯装置の概略構成を図１および図２を用いて説明する。図１は本実施形態におけるヒートポンプ式給湯装置の概略構成を示した模式図であり、図２は、ヒートポンプ式給湯装置における制御構成を示した模式図である。
【００４１】
本実施形態のヒートポンプ式給湯装置は、貯湯式のヒートポンプ式給湯装置であり、主に一般家庭用として使用されるものであり、貯湯タンク２内に蓄えられた給湯用の温水や、ヒートポンプユニット１で沸き上げられた温水を台所、洗面所、浴室などへの給湯使用側端末に供給するものである。なお、給湯使用側端末は、シャワー、カラン、風呂の浴槽、手洗い栓などである。
【００４２】
図１に示すように、ヒートポンプ式給湯装置は、水・冷媒熱交換器１ａで水を高温高圧の冷媒と熱交換させて加熱するヒートポンプユニット１と、水・冷媒熱交換器１ａで加熱された温水を貯える貯湯タンク２と、本給湯装置の作動を制御する制御手段である制御装置６０と、を備えている。
【００４３】
そして、ヒートポンプ式給湯装置は、給湯水が流れる主な流路として、貯湯タンク２内の水が水・冷媒熱交換器１ａの水流路を通って貯湯タンク２内上部の高温水部に戻るように貯湯タンク２と水・冷媒熱交換器１ａとを連絡する循環流路１０と、貯湯タンク２内の高温水部の温水が流出して給湯使用側端末まで流れる給湯流路２２と、水・冷媒熱交換器１ａで加熱された温水が貯湯タンク２に至るまでの間の循環流路１０と給湯流路２２とを連絡する直接出湯流路３と、貯湯タンク２内の中温水部と直接出湯流路３を連絡する中温水流路５０と、を備えている。
【００４４】
さらに、循環流路１０には、水道水などの市水を取り入れる市水流路１４と連通する給水用流路１６が接続されている。貯湯タンク２の下部には、市水流路１４と連通する市水流入路１５が接続されている。給湯流路２２は、シャワー、カラン、手洗い栓などに連通しており、途中で分岐する流路は風呂用流路１８であり、風呂の浴槽内に連通している。
【００４５】
貯湯タンク２は、給湯用の湯を蓄える容器であり、耐食性に優れた金属製、例えば、ステンレス製からなり、その外周部に図示しない断熱材が設けられ、給湯用の高温水を長時間に渡って保温することができる。貯湯タンク２は縦長形状であり、その底面に導入口６が設けられている。
【００４６】
貯湯タンク２には、貯湯タンク内部の貯湯量および貯湯温度を検出するために高さ方向に４個並んだサーミスタからなる水温サーミスタ３０が設けられている。貯湯タンク２内に満たされた湯もしくは水の水位レベルでの温度情報は、制御装置６０に出力される。したがって、制御装置６０は、水温サーミスタ３０からの温度情報に基づいて、貯湯タンク２内上方の沸き上げられた湯と貯湯タンク２内下方の沸き上げられる前の水との境界位置を検出できるとともに、これにより貯湯量が検出できるようになっている。
【００４７】
この導入口６には貯湯タンク２内に市水を供給する市水流入路１５が接続されている。市水流入路１５には、導入口６よりも上流の部位においてタンク流調弁４２が設けられている。タンク流調弁４２は、貯湯タンク２内の下部へ流入する市水の流量を調節する機能を有し、制御装置６０によって制御される。なお、市水流入路１５には、排水のための排水バルブを設けてもよい。
【００４８】
市水流入路１５と連通する市水流路１４には、導入される水道水の水圧が所定圧となるように調節するとともに、断水などにおける湯の逆流を防止する減圧弁１３が設けられている。この市水流路１４は、後述する湯張り用混合弁１７につながっており、さらに、湯張り用混合弁１７よりも上流側部位で分岐する分岐流路２７を介して給湯用混合弁２３と連通している。
【００４９】
貯湯タンク２の底面にはタンク内の最下部の水を吸入するための吸入口８が設けられ、貯湯タンク２の上部にはタンク内の最上部に温水を吐出する吐出口１２が設けられている。吸入口８と吐出口１２は、水・冷媒熱交換器１ａを介在させて循環流路１０と接続されることで連通している。循環流路１０の一部は水・冷媒熱交換器１ａの水流路を構成している。
【００５０】
吸入口８と水・冷媒熱交換器１ａとの間の循環流路１０には、水・冷媒熱交換器１ａに供給される水の温度を検出する入水温度サーミスタ３１と、逆止弁２８と、循環流路１０の水を強制的に流動させる循環ポンプ９と、が設けられている。さらに水・冷媒熱交換器１ａの出口には、水・冷媒熱交換器１ａで加熱された水の温度を検出する沸上げ温度検出手段としての沸上げ温度サーミスタ３２が設けられている。そして、いずれのサーミスタによって検出された温度情報も制御装置６０に出力される。
【００５１】
市水を取り入れる給水用流路１６には、逆止弁２９が設けられている。さらに、給水用流路１６には、逆止弁２９よりも下流部にヒートポンプ流調弁４３が設けられている。このヒートポンプ流調弁４３は、循環流路１０内に合流させる市水の流量を調節することができる流量調節手段であり、制御装置６０によって制御される。
【００５２】
ヒートポンプユニット１は、冷媒として臨界温度の低い二酸化炭素を使用するヒートポンプサイクルを有し、閉回路で構成されたヒートポンプサイクルにおいて圧縮機、加熱手段としての水・冷媒熱交換器１ａ、減圧器、および蒸発器が接続されている。ヒートポンプユニット１は、水・冷媒熱交換器１ａの冷媒流路を流れる高温高圧の冷媒と、水・冷媒熱交換器１ａの水流路を流れる水との間で熱交換を行うことにより、温水を沸き上げることができる。ヒートポンプユニット１は制御装置６０に信号の出力を行っている。
【００５３】
ヒートポンプサイクルを超臨界ヒートポンプで構成した場合、一般的なヒートポンプサイクルよりも高温、例えば、８５℃〜９０℃程度の湯を貯湯タンク２内に蓄えることができる。ヒートポンプサイクルは、主に、料金設定の安価な深夜時間帯の深夜電力を利用して貯湯タンク２内の湯を沸き上げる沸上げ給湯運転を行う。
【００５４】
水・冷媒熱交換器１ａの水流路出口から貯湯タンク２に至るまでの間の範囲の循環流路１０には、直接出湯流路３が接続されており、この直接出湯流路３と循環流路１０との合流部には、第１流れ方向切替手段としての切替弁１１が設けられている。つまり、切替弁１１は、水・冷媒熱交換器１ａで加熱された温水をその水温に応じて直接出湯流路３側、または貯湯タンク２側に流すことができる。
【００５５】
この切替弁１１は検出した流体の温度に応じて流れ方向を切り替える温度切替弁であることが好ましい。この温度切替弁は、流体がサーモエレメントに接触すると熱膨張体が流体の温度を検知してその温度に応じて流体の流れ方向を切り替える弁である。温度切替弁を採用することにより、ヒートポンプユニット１によって加熱された温水を流す方向を別個の温度センサによる検出に頼らないで制御することができ、構成および制御面において簡単化が図れる。
【００５６】
貯湯タンク２の最上部には導出口７が設けられ、導出口７には貯湯タンク２内に蓄えられた給湯用の温水のうち、高温水を導出するための給湯流路２２が接続されている。なお、この給湯流路２２の経路途中には、逃がし弁３５が配設された排出配管が接続され、貯湯タンク２内の圧力が所定圧以上に上昇した場合には、貯湯タンク２内の温水を外部に排出して、貯湯タンク２等に損害を与えないように構成されている。
【００５７】
貯湯タンク２内のほぼ中間部である中温水部は、貯湯タンク２内に蓄えられた給湯用の温水のうち、中温水を導出するための給湯用流路である中温水流路５０と連絡されている。直接出湯流路３と中温水流路５０の合流部には、第１混合弁４が設けられている。第１混合弁４は、直接出湯流路３を流れてきた温水を給湯流路２２側に流すか、後述する第２混合弁５の閉弁と連動して貯湯タンク２内の中温水部側に流すかを制御することができる。
【００５８】
さらに、第１混合弁４よりも下流部位であって直接出湯流路３と給湯流路２２の合流部には、第２混合弁５が設けられている。第２混合弁５は、湯張り用混合弁１７および給湯用混合弁２３に流通させる給湯水の湯温を調節する温度調節弁であり、それぞれの開口面積比を調節することで、給湯流路２２から取り出した高温水と直接出湯流路３から取り出した中温水との混合比を調節することができる。
【００５９】
第１混合弁４および第２混合弁５は、制御装置６０に電気的に接続されており、水温サーミスタ３０および湯温サーミスタ３３によって検出される温度情報に基づいて制御される。ここでは、湯温サーミスタ３３で検出された温度情報が、浴槽設定温度、シャワー設定温度などに対して＋２℃程度となるように温度調節している。
【００６０】
なお、湯温サーミスタ３３は、第２混合弁５の下流側に設けられ、第２混合弁５で混合された温水の温度を検出している。第２混合弁５よりも下流部位には、給湯流路２２と分岐した風呂用流路１８とが接続されている。
【００６１】
このように第１混合弁４および第２混合弁５は、水・冷媒熱交換器１ａを経て直接出湯流路３を流れてきた温水を貯湯タンク２内の中温水部側、または給湯流路２２側に流す第２流れ方向切替手段として機能する。
【００６２】
給湯流路２２は、下流端に接続されたシャワー、カラン、手洗い栓などの給湯水栓へ設定温度に温度調節された給湯用水を導く流路であり、その流路の中途に給湯用混合弁２３、給湯サーミスタ２４、および流量カウンタ２５が設けられている。
【００６３】
風呂用流路１８は、その下流端が浴槽内につながれ、浴槽内に湯張り、差し湯、たし湯などを行うときに、所定温度に温度調節された給湯用水を導く流路である。風呂用流路１８の中途には、湯張り用混合弁１７、湯張り用給湯サーミスタ１９、湯張り用開閉弁２１、湯張り用流量カウンタ２０が設けられている。
【００６４】
給湯用混合弁２３および湯張り用混合弁１７は、それぞれ給湯流路２２、風呂用流路１８の末端で出湯する給湯用水の湯温を調節する温度調節弁である。これらは、それぞれの開口面積比、つまり、第２混合弁５で温度調節された給湯用水側の開度と市水流路１４に連通する水側の開度の比率を調節することによって、出湯する湯温を設定温度に調節する。
【００６５】
給湯用混合弁２３、湯張り用混合弁１７は、制御装置６０と電気的に連絡されており、給水サーミスタ３４、湯温サーミスタ３３、給湯サーミスタ２４、湯張り用給湯サーミスタ１９によって検出される温度情報に基づいて制御される。
【００６６】
給湯サーミスタ２４は給湯流路２２内の温度情報を、流量カウンタ２５は給湯流路２２内の流量情報を、湯張り用給湯サーミスタ１９は風呂用流路１８内の温度情報を、湯張り用流量カウンタ２０は風呂用流路１８内の流量情報を、それぞれ制御装置６０に出力する。
【００６７】
なお、第２混合弁５、給湯用混合弁２３、および湯張り用混合弁１７は、それぞれの出口側に設けられた湯温サーミスタ３３、給湯サーミスタ２４、もしくは湯張り用給湯サーミスタ１９によって検出される給湯用水の湯温に基づいてフィードバック制御が行われている。
【００６８】
また、流量カウンタ２５、湯張り用流量カウンタ２０がそれぞれの給湯流路２２、風呂用流路１８内の水の流れを検出したときは、それぞれの流路の末端にある給湯水栓、シャワー水栓、もしくは湯張り用開閉弁２１が開弁されて給湯用水を出湯している状態となる。
【００６９】
湯張り用開閉弁２１は、風呂用流路１８の流路を開閉する電磁弁であり、浴槽内に浴水を湯張り、差し湯、たし湯などを行うときに制御装置６０によって制御される。
【００７０】
制御装置６０は、マイクロコンピュータを主体として構成され、記憶手段として内蔵するＲＯＭまたはＲＡＭには、あらかじめ設定された制御プログラムや更新可能な制御プログラムが備えられている。図２に示すように、制御装置６０は、各サーミスタ３１〜３４、１９、２４、３０からの温度情報、各流量カウンタ２０、２５からの流量情報、および台所リモコン（図示せず）や風呂リモコン（図示せず）の操作スイッチからの操作信号等に基づいて、ヒートポンプユニット１、各混合弁４、５、１７、２３、開閉弁２１、切替弁１１、および循環ポンプ９などのアクチュエータ類を制御する。
【００７１】
なお、台所リモコンや風呂リモコンには、電源操作部、給湯設定温度操作部、湯張り操作部、湯張り設定温度操作部、追い焚き操作部、追い焚き設定温度操作部などが設けられている。
【００７２】
上記構成におけるヒートポンプ式給湯装置の作動および制御について説明する。まず、貯湯運転について図３および図６を用いて説明する。図３は、貯湯タンク２の中温水部に貯湯されるときの温水の流れを示した図であり、図６は、貯湯運転における制御処理を示したフローチャートである。
【００７３】
ヒートポンプ式給湯装置は、貯湯タンク２内に貯まっている温水が不足している場合や深夜電力が使用できる時間帯においては貯湯運転を行う。制御装置６０は、図６に示すように、この貯湯運転を開始すると、ヒートポンプユニット１の立ち上がり運転の完了条件が満たされたか否かを判断する（ステップＳ１００）。
【００７４】
この立ち上がり運転の完了を判断する条件としては、貯湯タンク２内に供給したい温水レベルまで水・冷媒熱交換器１ａの出口の水温が上昇していること、水・冷媒熱交換器１ａの冷媒流路を流れる冷媒が持つエネルギーが十分であること、などである。例えば、水・冷媒熱交換器１ａの出口の水温が、所定温度（８５℃）に達していることや、水・冷媒熱交換器１ａの冷媒流路を流れる冷媒が所定圧力に達していることや、ヒートポンプユニット１を起動してから十分な加熱能力に達していると想定される時間が経過していることなどである。
【００７５】
そして、制御装置６０は、まだこのような条件が満たされておらず、立ち上がり運転が完了していないと判断した場合には、貯湯タンク２の中温水部に水・冷媒熱交換器１ａで加熱された水を供給する制御（中温水貯湯制御）を実行する（ステップＳ１２０）。
【００７６】
具体的には、制御装置６０は、水・冷媒熱交換器１ａの水流路を通ってきた水を直接出湯流路３側に流すように切替弁１１を制御する。さらに制御装置６０は、直接出湯流路３を流れてきた水を中間水流路５０を経由してタンク内の中間水部に流入させるように第１混合弁４を中間開度に制御するとともに、第２混合弁５を直接出湯流路３から給湯流路２２への連通を閉止するように制御する。
【００７７】
このような制御が実行されることにより、貯湯タンク２内の水は、循環ポンプ９の揚水力によって底面の吸入口８から流出して循環流路１０を流れ、水・冷媒熱交換器１ａで加熱された後、直接出湯流路３に進入してさらに流れ、第１混合弁４の所で中間水流路５０に進入して貯湯タンク２の中間水部から、再びタンク内に戻ることになる（図３参照）。
【００７８】
一方、制御装置６０が、ステップＳ１００において、立ち上がり運転完了条件が満たされていると判断した場合には、貯湯タンク２の高温水部に水・冷媒熱交換器１ａで加熱された水を供給する制御（高温水貯湯制御）を実行する（ステップＳ１１０）。
【００７９】
具体的には、制御装置６０は、水・冷媒熱交換器１ａの水流路を通ってきた水を貯湯タンク２側に流すように切替弁１１の開度を貯湯タンク２側に１００％とする。このような制御が実行されることにより、貯湯タンク２内の水は、循環ポンプ９の揚水力によって底面の吸入口８から流出して循環流路１０を流れ、水・冷媒熱交換器１ａで十分な温度まで加熱された後、直接出湯流路３に進入してさらに流れ、貯湯タンク２の最上部の吐出口１２からタンク内に吐出され、再びタンク内に戻ることになる。
【００８０】
なお、制御装置６０は、貯湯運転の指令が継続している間は図６に示すルーチンを継続して実行する。
【００８１】
特に、二酸化炭素を冷媒とするヒートポンプ式給湯装置は、外気温度が同程度ならば、水・冷媒熱交換器で熱交換される水温、すなわち貯湯タンク２内の水温が高いほど成績係数が低下するものである。また、ヒートポンプサイクルの立ち上がり運転完了には、通常数分を要する。
【００８２】
以上のことから、貯湯タンク２内の貯湯水をヒートポンプサイクルで加熱する場合、タンク内上部が高温でタンク内下部が低温であるように内部流体の温度成層が形成されているところに、当該立ち上がり完了前の十分に加熱されていない低温水が貯湯タンク２の上部から流入すると、流入した低温水がタンク内の上部から下部に向かって流れるため、当該温度成層が乱れ、タンク内全体の温度低下が発生する。そして、このタンク内の貯湯水を沸き上げる運転を実行すると、上述のように成績係数は低下することになる。
【００８３】
上述の図６を用いて説明した制御は、これらの問題を解消するものであり、ヒートポンプ式給湯装置の成績係数の低下を防ぎ、優れた運転効率を実現する。
【００８４】
このように制御装置６０は、検出された各種情報から立ち上がり運転が完了していないことを判断した場合には、加熱された温水を直接出湯流路３側に流すように切替弁１１を制御するとともに、貯湯タンク２内の中温水部側に流すように第１混合弁４や第２混合弁５を制御して、中温水部に流入させる。一方、当該立ち上がり運転が完了したことを判断した場合には、加熱された温水を貯湯タンク２側に流すように切替弁１１を制御して貯湯タンク２内の高温水部に流入させる。
【００８５】
この制御によれば、ヒートポンプユニット１の立ち上がり運転初期に沸き上げられた低温水を貯湯タンク２内の中温水部に流入させることにより、タンク内の温度成層を乱れさせないで成績係数の低下を防止することができる。さらに、立ち上がり運転完了後に沸き上げられた温水をタンク内上部に流入させることにより、高温貯湯運転を実施することができるので、運転効率を向上できる。
【００８６】
次に、出湯運転について図４、図５、および図７を用いて説明する。図４は、貯湯タンク２の高温水部および中温水部の両方からに出湯されるときの温水の流れを示した図であり、図５は、ヒートポンプユニット１によって十分に沸き上げられた温水を直接的に出湯するときの温水の流れを示した図である。また、図７は、湯張り運転における制御処理を示したフローチャートである。
【００８７】
ヒートポンプ式給湯装置は、制御装置６０から出湯指令があったときは、出湯運転を行う。制御装置６０は、特に出湯運転における湯張り運転を実行する場合は、図７に示す処理を実行し、この場合を以下に説明する。制御装置６０は、まず、湯張り開始条件が満たされたか否かを判断する（ステップＳ２００）。
【００８８】
この湯張り開始条件としては、台所リモコンや風呂リモコンからの操作信号が湯張り命令であること、貯湯タンク２内の保有熱量が所定値未満に低下していること、貯湯タンク２内の保有熱量の変化率が所定値以上であること、湯張り用開閉弁２１が１日の最初に開状態になったとき、湯張り用流量カウンタ２０の検出値が所定値を超えたこと、シャワー等の継続使用により流量カウンタ２５の検出値が所定値を超えたこと、などである。
【００８９】
そして、制御装置６０は、このような湯張り開始条件が満たされるまでステップＳ２００の処理を繰り返す。制御装置６０がステップＳ２００で湯張り開始条件が満たされていると判断した場合には、貯湯タンク２の中温水部の温度が所定温度以上であるか否かを判断する（ステップＳ２１０）。制御装置６０は、中温水部の温度が所定温度以上であると判断すると、中温水利用出湯を実行する（ステップＳ２２０）。
【００９０】
具体的には、制御装置６０は、水温サーミスタ３０により貯湯タンク２内の各部の水温を検出し、この検出値に基づいて第１混合弁４の開度を制御する。さらに制御装置６０は、湯温サーミスタ３３によって検出された温度情報に基づいて第２混合弁５の開度を制御して高温水部から取り出す水量と中温水部から取り出す水量の混合比を適切に調整する。
【００９１】
このような制御が実行されることにより、貯湯タンク２内の中温水部の水は、中温水流路５０を通って直接出湯流路３に進入し、第２混合弁５の所で高温水部からの水と混合されて給湯流路２２をさらに進み、給湯使用側端末の浴槽内、シャワーなどに供給されることになる（図４参照）。
【００９２】
制御装置６０がステップＳ２１０で中温水部の温度が所定温度以上でないと判断すると、ヒートポンプユニット１による沸き上げ水を出湯する直接出湯運転を実行する（ステップＳ２３０）。
【００９３】
具体的には、制御装置６０は、循環ポンプ９を駆動し、給水用流路１６を介して市水を循環流路１０に取り入れ、さらに水・冷媒熱交換器１ａの水流路を通ってきた水を直接出湯流路３側に流すように切替弁１１を制御する。さらに制御装置６０は、直接出湯流路３を流れてきた温水を給湯流路２２側に流入させるように第１混合弁４および第２混合弁５を制御する。なお、このとき、第２混合弁５の開度を制御して、直接出湯流路３を流れてきた温水を貯湯タンク２内の高温水部の温水と混合して温調するようにしてもよい。
【００９４】
このような制御が実行されることにより、水・冷媒熱交換器１ａで加熱された水は、直接出湯流路３を経由して給湯流路２２に流入し、給湯使用側端末の浴槽内、シャワーなどに供給されることになる（図５参照）。
【００９５】
また、制御装置６０は、例えば、高温水が放熱等して貯湯タンク２内に中温水が貯湯されている状況においては、ヒートポンプユニット１の沸上げ運転の有無にかかわらず、タンク内の中間水部から出湯して、第２混合弁５を制御することにより流出させたタンク上部の温水とで温調させてもよい。これにより、タンク内の中温水部より下、換言すれば、中温水流路５０より下にあるタンク内の水は、給水温度まで貯湯温度を低下させることができ、成績効率の向上が図れる。また、この場合の出湯ルートは、圧損の高い水・冷媒熱交換器１ａを経たルートではないため、給湯流量が多くなる。また、出湯負荷の変動が激しい給湯運転であっても、タンク内の貯湯水を優先的に利用するので、給湯水の温度変動が小さく、ユーザに対する使い勝手や快適性を損なうこともない。
【００９６】
このように本実施形態のヒートポンプ式給湯装置は、水・冷媒熱交換器１ａで加熱された温水が貯湯タンク２に至るまでの間の循環流路１０と給湯流路２２とを連絡する直接出湯流路３と、貯湯タンク２内の中温水部と直接出湯流路３を連絡する中温水流路５０と、水・冷媒熱交換器１ａで加熱された温水を直接出湯流路３側、または貯湯タンク２側に流す切替弁１１と、直接出湯流路３を流れてきた温水をタンク内の中温水部側、または給湯流路２２側に流す第１混合弁４および第２混合弁５と、を備えている。
【００９７】
この構成によれば、まだ十分に沸き上がっていない温水を、貯湯タンク２内の温度成層の乱れを防止することがないように利用することができるので、換言すれば、ヒートポンプユニットによる加熱水の状態に応じてその流れのルートを制御することができるので、ヒートポンプ式給湯装置の成績係数を低下させない運転を実施できる。
【００９８】
（第２実施形態）
第２実施形態におけるヒートポンプ式給湯装置の構成について図８を用いて説明する。図８は、本実施形態におけるヒートポンプ式給湯装置の概略構成を示した模式図である。本実施形態のヒートポンプ式給湯装置は、図８に示すように、第１実施形態の第１混合弁４の代わりに、開閉弁６２を中間水流路５０に設けた点のみ異なっている。なお、本実施形態のヒートポンプ式給湯装置は、図１と同符号の各部の構成や、図２に示す各部の制御構成、図３〜図５を用いて説明した貯湯運転時および出湯運転時の水の流れ、貯湯運転時および出湯運転時の制御ステップについては、第１実施形態のヒートポンプ式給湯装置と同様である。
【００９９】
開閉弁６２は、中温水貯湯制御を実行する場合には、開放されて水・冷媒熱交換器１ａで加熱された温水を貯湯タンク２内の中温水部に取り入れる働きをする。また、開閉弁６２は、水・冷媒熱交換器１ａで加熱された温水を直接出湯する場合には、制御装置６０によって閉止されて中温水部からの水の流出を完全に遮断する働きをする。
【０１００】
（第３実施形態）
第３実施形態におけるヒートポンプ式給湯装置の構成について図９を用いて説明する。図９は、本実施形態におけるヒートポンプ式給湯装置の概略構成を示した模式図である。本実施形態のヒートポンプ式給湯装置は、図９に示すように、第１実施形態のヒートポンプ式給湯装置に対して、風呂の追い焚き機能を追加した点のみ異なっている。なお、本実施形態のヒートポンプ式給湯装置は、図１と同符号の各部の構成や、図２に示す各部の制御構成、図３〜図５を用いて説明した貯湯運転時および出湯運転時の水の流れ、貯湯運転時および出湯運転時の制御ステップについては、第１実施形態のヒートポンプ式給湯装置と同様である。
【０１０１】
追い焚き機能の追加による構成について以下に説明する。図９に示すように、ヒートポンプ式給湯装置は、外部流体熱交換器である、風呂の浴槽の湯を熱交換によって追い焚きする追焚き用熱交換器３６を第１の熱交換器流路に備えている。この追焚き用熱交換器３６には、第１混合弁４よりも上流側に位置する直接出湯流路３と追焚き用熱交換器３６とを連絡する第１の熱交換器流入路３８が接続されるとともに、第１の熱交換器流入路３８と連通し、さらに貯湯タンク２内の下部と追焚き用熱交換器３６とを連絡する第１の熱交換器流出路３７が接続されている。第１の熱交換器流入路３８と第１の熱交換器流出路３７は、追焚き用熱交換器３６内の給湯用水路を介して接続され、第１の熱交換器流路を構成する。
【０１０２】
制御装置６０は、風呂の浴槽内と追焚き用熱交換器３６を連絡する流路に設けた循環用ポンプ（図示せず）を作動させ、同様に浴槽内と追焚き用熱交換器３６を連絡する流路に設けた追焚き用開閉弁（図示せず）を開放して浴槽内の浴水の循環を開始する。そして、浴水の温度が所定温度になるまで追い焚きを継続する。このとき、風呂の浴槽内と追焚き用熱交換器３６を連絡する流路を循環する浴水は、貯湯タンク２内、循環流路１０、水・冷媒熱交換器１ａ、直接出湯流路３、第１の熱交換器流入路３８を順に通って追焚き用熱交換器３６に流入し、そして第１の熱交換器流出路３７を通って貯湯タンク２内に戻る温水の流れによって追焚き用熱交換器３６で加熱されることになる。
【０１０３】
このように本実施形態のヒートポンプ式給湯装置は、追焚き用熱交換器３６と、第１混合弁４よりも上流側に位置する直接出湯流路３と追焚き用熱交換器３６とを連絡する第１の熱交換器流入路３８と、第１の熱交換器流入路３８と連通するとともに、追焚き用熱交換器３６と貯湯タンク２内の下部とを連絡する第１の熱交換器流出路３７と、を備えている。
【０１０４】
この構成によれば、直接出湯流路３と一体化した効率の良い追い焚き用の熱源ルートを構築することができる。
【０１０５】
（第４実施形態）
第４実施形態におけるヒートポンプ式給湯装置の構成について図１０を用いて説明する。図１０は、本実施形態におけるヒートポンプ式給湯装置の概略構成を示した模式図である。本実施形態のヒートポンプ式給湯装置は、図１０に示すように、第１実施形態のヒートポンプ式給湯装置に対して、風呂の追い焚き機能を追加した点のみ異なっている。なお、本実施形態のヒートポンプ式給湯装置は、図１と同符号の各部の構成や、図２に示す各部の制御構成、図３〜図５を用いて説明した貯湯運転時および出湯運転時の水の流れ、貯湯運転時および出湯運転時の制御ステップについては、第１実施形態のヒートポンプ式給湯装置と同様である。
【０１０６】
追い焚き機能の追加による構成について以下に説明する。図１０に示すように、ヒートポンプ式給湯装置は、風呂の浴槽の湯を熱交換によって追い焚きする追焚き用熱交換器３６を第２の熱交換器流路に備えている。この追焚き用熱交換器３６には、第２混合弁５よりも下流側に位置する給湯流路２２と追焚き用熱交換器３６とを連絡する第２の熱交換器流入路３９が接続されている。なお、貯湯タンク２の上部と追焚き用熱交換機３６とを連結する構成としてもよく、この構成を採用した場合も同様の効果が得られる。
【０１０７】
また、第２の熱交換器流入路３９と連通し、貯湯タンク２内下部の水が流出して水・冷媒熱交換器１ａに至るまでの間に形成される循環流路１０と追焚き用熱交換器３６とを連絡する第２の熱交換器流出路４０が接続されている。第２の熱交換器流入路３９と第２の熱交換器流出路４０は、第２の熱交換器流路を構成する。また、循環流路１０と第２の熱交換器流出路４０との合流部には、三方弁４１を設け、水の流れの切り替えや混合を制御装置６０によって実行している。
【０１０８】
制御装置６０は、風呂の浴槽内と追焚き用熱交換器３６を連絡する流路に設けた循環用ポンプ（図示せず）を作動させ、同様に浴槽内と追焚き用熱交換器３６を連絡する流路に設けた追焚き用開閉弁（図示せず）を開放して浴槽内の浴水の循環を開始する。そして、浴水の温度が所定温度になるまで追い焚きを継続する。このとき、風呂の浴槽内と追焚き用熱交換器３６を連絡する流路を循環する浴水は、第２の熱交換器流出路４０、循環流路１０、水・冷媒熱交換器１ａ、直接出湯流路３（あるいは貯湯タンク２内上部）、第２の熱交換器流入路３９を順に通って追焚き用熱交換器３６に流入する温水の流れによって追焚き用熱交換器３６で加熱されることになる。
【０１０９】
このように本実施形態のヒートポンプ式給湯装置は、追焚き用熱交換器３６と、第２混合弁５よりも下流側に位置する給湯流路２２と追焚き用熱交換器３６とを連絡する第２の熱交換器流入路３９と、第２の熱交換器流入路３９と連通するとともに、貯湯タンク２内下部の水が流出して水・冷媒熱交換器１ａに至るまでの間に形成される循環流路１０と追焚き用熱交換器３６とを連絡する第２の熱交換器流出路４０と、を備えている。
【０１１０】
この構成によれば、水・冷媒熱交換器１ａで十分に加熱された温水を利用することができるので、エネルギー効率に優れた追い焚き用の熱源が得られる。
【０１１１】
（第５実施形態）
第５実施形態におけるヒートポンプ式給湯装置の構成について図１１を用いて説明する。図１１は、本実施形態におけるヒートポンプ式給湯装置の概略構成を示した模式図である。本実施形態のヒートポンプ式給湯装置は、図１１に示すように、第１実施形態のヒートポンプ式給湯装置に対して、風呂の追い焚き機能を追加した点のみ異なっている。なお、本実施形態のヒートポンプ式給湯装置は、図１と同符号の各部の構成や、図２に示す各部の制御構成、図３〜図５を用いて説明した貯湯運転時および出湯運転時の水の流れ、貯湯運転時および出湯運転時の制御ステップについては、第１実施形態のヒートポンプ式給湯装置と同様である。
【０１１２】
追い焚き機能の追加による構成について以下に説明する。図１１に示すように、ヒートポンプ式給湯装置は、風呂の浴槽の湯を熱交換によって追い焚きする追焚き用熱交換器３６を備えている。この追焚き用熱交換器３６には、貯湯タンク２の最上部に設けられた導出口７よりも下流であり、第２混合弁５よりも上流側に位置する部位の給湯流路２２と、追焚き用熱交換器３６と、を連絡するように第３の熱交換器流入路４４が接続されている。なお、貯湯タンク２の上部と追焚き用熱交換機３６とを連結する構成としてもよく、この構成を採用した場合も同様の効果が得られる。
【０１１３】
さらに、追焚き用熱交換器３６には、第３の熱交換器流入路４４と連通し、貯湯タンク２内下部の水が流出して水・冷媒熱交換器１ａに至るまでの間に形成される循環流路１０の部位と追焚き用熱交換器３６とを連絡する第２の熱交換器流出路４０が接続されている。第３の熱交換器流入路４４と第２の熱交換器流出路４０は、第３の熱交換器流路を構成する。
【０１１４】
この第３の熱交換器流入路４４は、貯湯タンク２内下部の水が流出して水・冷媒熱交換器１ａに至るまでの間に形成される循環流路１０と追焚き用熱交換器３６とを連絡する第２の熱交換器流出路４０と追焚き用熱交換器３６内の給湯用水流路を介して連通している。
【０１１５】
また、循環流路１０と第２の熱交換器流出路４０との合流部には、三方弁４１が設けられている。この三方弁４１は、循環流路１０内に貯湯タンク２内下部の水を流入させるか、または、追焚き用熱交換器３６を流出して第２の熱交換器流出路４０内を流れてきた水を流入させるかを切り替えることが可能であり、制御装置によって制御されている。
【０１１６】
このように給湯用水流路、第２の熱交換器流出路４０、循環流路１０、貯湯タンク２の内部、および第３の熱交換器流入路４４が、浴槽の浴水を加熱する追焚き用加熱回路を構成する。
【０１１７】
制御装置６０は、風呂の浴槽内と追焚き用熱交換器３６を連絡する流路に設けた循環用ポンプ（図示せず）を作動させ、同様に浴槽内と追焚き用熱交換器３６を連絡する流路に設けた追焚き用開閉弁（図示せず）を開放して浴槽内の浴水の循環を開始する。そして、浴水の温度が所定温度になるまで追い焚きを継続する。このとき、風呂の浴槽内と追焚き用熱交換器３６を連絡する流路を循環する浴水は、第２の熱交換器流出路４０、循環流路１０、水・冷媒熱交換器１ａ、貯湯タンク２の内上部）、第３の熱交換器流入路４４を順に通って追焚き用熱交換器３６に流入する温水の流れによって追焚き用熱交換器３６において加熱されることになる。
【０１１８】
このように本実施形態のヒートポンプ式給湯装置は、追焚き用熱交換器３６と、第２混合弁５よりも上流側に位置する部位の給湯流路２２と追焚き用熱交換器３６とを連絡する第３の熱交換器流入路４４と、第３の熱交換器流入路４４と連通するとともに、貯湯タンク２内下部の水が流出して水・冷媒熱交換器１ａに至るまでの間に形成される循環流路１０と追焚き用熱交換器３６とを連絡する第２の熱交換器流出路４０と、を備えている。
【０１１９】
この構成によれば、貯湯タンク２内上部の高温水を追焚き用回路内に流入させることができるので、エネルギー効率に優れた追い焚き用の熱源が得られる。
【０１２０】
（第６実施形態）
第６実施形態におけるヒートポンプ式給湯装置の構成について図１２を用いて説明する。図１２は、本実施形態におけるヒートポンプ式給湯装置の概略構成を示した模式図である。本実施形態のヒートポンプ式給湯装置は、図１２に示すように、第５実施形態のヒートポンプ式給湯装置に対して、ヒートポンプ流調弁４３およびタンク流調弁４２を廃止した点と、減圧弁１３の下流側に給湯システム全体の給水量を絞ることが可能な全量流調弁２６を設けた点とが異なっている。
【０１２１】
なお、本実施形態のヒートポンプ式給湯装置は、図１１と同符号の各部の構成、図２に示す各部の制御構成、図３〜図５を用いて説明した貯湯運転時および出湯運転時の水の流れ、貯湯運転時および出湯運転時の制御処理については、第１実施形態のヒートポンプ式給湯装置と同様である。
【０１２２】
追焚き機能に関わる構成について説明する。本実施形態のヒートポンプ式給湯装置は、浴槽内と追焚き用熱交換器３６との間を連絡し、浴水が循環するように設けられた追焚き浴水回路と、浴水を追焚き浴水回路で強制的に循環させる風呂用循環ポンプ５３と、追焚き用熱交換器３６で熱交換されてきた浴水および追焚き用熱交換器３６を通らず熱交換されていない浴水のうち少なくともいずれか一方を浴槽内に流入させる追焚き浴水調整手段と、を備えている。
【０１２３】
循環ポンプ９は、貯湯タンク２内上部の高温水を第３の熱交換器流入路４４を通して追焚き用熱交換器３６に強制的に流入させて、追焚き用加熱回路内で循環させる。風呂用流路１８が給湯流路２２から分岐して浴槽に至るまでの途中で追焚き浴水回路に合流する部位には、追焚き浴水調整手段である追焚き用三方弁４８が設けられている。なお、第３の熱交換器流入路４４には、貯湯タンク２内部への逆流を防止する逆流防止弁５５が設けられている。
【０１２４】
さらに、湯張り用混合弁１７よりも下流側の風呂用流路１８には、湯張り用開閉弁である湯張り用電磁弁２１と、湯張り用流量カウンタ２０と、追焚き浴水回路内の浴水を風呂用流路１８を通って逆流させないための逆止弁４５と、湯張り用開電磁弁２１に流入する逆流水を逃がして外部に排出するための逆流水開放弁４６と、が設けられている。
【０１２５】
風呂用流路１８は、追焚き浴水回路を構成する浴槽流出流路５４と後述する熱交換器流入流路５７の接続部に合流し、さらにこれらの流路を横断して浴槽流入流路５１に合流する。この接続部には、浴水が浴槽内から流出して浴槽流出流路５４を通るときの温度を検出する循環温度サーミスタ５９が設けられている。風呂用流路１８には、この接続部から浴槽流入流路５１に合流するまでの途中に、流水スイッチ４７が設けられ、風呂用流路１８と浴槽流入流路５１の合流部には、追焚き用三方弁４８が設けられている。
【０１２６】
浴槽流出流路５４には、上流側、つまり浴槽に近い側から順に、水圧センサ４９、風呂循環用電動弁５２、および風呂用循環ポンプ５３が設けられている。
【０１２７】
浴槽流出流路５４、熱交換器流入流路５７、および熱交換器流出流路５１は、浴槽内部と追焚き用熱交換器３６とを連絡して追焚き浴水回路を構成する。熱交換器流出流路５１は浴槽内部へ浴水を流入させる浴槽流入流路でもあり、追焚き用熱交換器３６で加熱された浴水の温度を検出する追焚き温度サーミスタ５８を備えている。
【０１２８】
追焚き用熱交換器３６内には、タンク内部などの給湯用水と熱交換して加熱される浴水の通り道である浴水流路が設けられ、この浴水流路は、熱交換器流入流路５７と熱交換器流出流路５１に接続されている。熱交換器流入路５７は、浴槽流出流路５４および風呂用流路１８の接続部に接続されることにより、浴水流路と浴槽内部とを連結している。
【０１２９】
浴水の追い焚き運転を実施する場合には、制御装置６０は、風呂循環用電動弁５２を開弁し、浴槽流出流路５４に設けられた風呂用循環ポンプ５３を作動させ、さらに、追焚き用熱交換器３６内の浴水流路と浴槽流入流路５１とを連通するように追焚き用三方弁４８を制御し、浴水が浴水流路と浴槽内部との間、つまり追焚き浴水回路内を循環することになる。さらに、制御装置６０は、循環流路１０における循環ポンプ９を作動し、切替弁１１を貯湯タンク２の吐出口１２側に切り替える制御を実行し、給湯用水が追焚き用加熱回路内を循環することになる。
【０１３０】
このように追焚き運転の初期は、沸上げ温度サーミスタ３２の検出温度からヒートポンプユニット１の能力が追焚きに必要とする能力に達してない場合には、循環ポンプ９、切替弁１１、および第１混合弁４を制御することにより、水・冷媒熱交換器１ａで加熱された水を直接出湯流路３および中温水流路５０を通してタンク内の中温水部に取り入れてタンク内上部から高温水を取り出し、第３の熱交換器流入路４４を通して追焚き用熱交換器３６の給湯用水流路に流入させる。
【０１３１】
なお、ここでは、追焚き運転初期における能力立ち上がり判定を、沸上げ温度サーミスタ３２の検出温度を用いることとしたが、ヒートポンプの圧力などを用いて判定することも可能である。また、立ち上がり判定を時間の経過によって行うことも可能である。
【０１３２】
一方、追焚き運転の安定期は、沸上げ温度サーミスタ３２の検出温度からヒートポンプユニット１の能力が追焚きに必要とする能力に達していると判断した場合には、循環ポンプ９と切替弁１１を制御することにより、タンク内上部の高温水を第３の熱交換器流入路４４を通して追焚き用熱交換器３６の給湯用水流路に流入させる。
【０１３３】
このとき、浴水は、浴槽内から流出して浴槽流出流路５４を流れ、追焚き用三方弁４８によって熱交換器流入流路５７に流入して追焚き用熱交換器３６の浴水流路で、給湯用水流路を流れる給湯用水から受熱して水温が上昇し、浴槽流入流路５１に流入して浴槽内に戻ってくる。そして、制御装置６０は、追焚き温度サーミスタ５８によって検出される浴水の温度が所定温度になるまで追い焚き運転を継続する。
【０１３４】
次に、追焚き運転時の具体的な制御処理について図１４〜図１７を用いて説明する。図１４は、追焚き運転開始後、追焚き流路切替運転および追焚き用三方弁制御に移行するまでの処理を示したフローチャートである。図１４は、追焚き流路切替運転の処理を示したフローチャートである。図１６は、追焚き用三方弁制御の処理を示したフローチャートである。
【０１３５】
まず、追焚き運転がスタートすると、制御装置６０のＲＡＭなどの記憶手段に記憶され、過去の運転実績が蓄積された学習データが読み込まれ（ステップＳ１０）、制御装置６０は貯湯タンク２の高温水部を用いて追い焚きが可能か否かを判断する（ステップＳ２０）。これは貯湯タンク２の高温水部の温度を水温サーミスタ３０で検出して、この温度が基準温度（例えば９０℃）以上であるか否かによって判断する。
【０１３６】
制御装置６０は、まだこのような条件が満たされておらず、追い焚きが可能でないと判断した場合には、圧縮機および循環ポンプ９を起動し、追焚き規定温度（高温）の沸き上げ運転を開始して（ステップＳ２５）、追焚き流路切替運転および追焚き用三方弁制御に移行する。
【０１３７】
一方、制御装置６０は、追い焚きが可能であると判断した場合には、ステップＳ１０で読み込んだ学習データに基づいて追焚き後に出湯要求があるか否かを判断する（ステップＳ３０）。そして、追焚き後に出湯要求があると判断した場合は、貯湯タンク２の中温水部に水・冷媒熱交換器１ａで加熱された水を供給する制御（中温水貯湯制御）を実行して（ステップＳ４０）、追焚き流路切替運転および追焚き用三方弁制御に移行する。
【０１３８】
追焚き後に出湯要求がないと判断した場合は、循環ポンプ９のみを起動して貯湯タンク内上部の高温水を追焚き加熱回路に流入させ（ステップＳ３５）、追焚き流路切替運転および追焚き用三方弁制御に移行する。
【０１３９】
このようにして循環ポンプ９の起動により貯湯タンク内上部の高温湯を追焚き運転に使用するため、ヒートポンプユニット１の能力が追焚き可能な温度に未達の場合でも、追焚きを実施することができる。また、ヒートポンプユニット１の運転を行わず、循環ポンプ９のみの運転を実施することにより、さらなる成績効率の向上が可能である。
【０１４０】
また、学習制御によって追焚き後にシャワー等などの出湯が予測可能で、貯湯タンク上部の高温湯を用いて追焚きを終了することが可能な場合は、ヒートポンプユニット１の沸上げ温度を追焚き終了後の出湯学習量に応じて、追焚き可能な温度以下の中温度になるようヒートポンプユニット１の沸上げを制御するので、成績効率の向上が可能である。
【０１４１】
この追焚き流路切替運転の処理は、追焚き用加熱回路を流れる給湯用水の流れを制御する処理である。この処理において、制御装置６０は、沸上げ温度サーミスタ３２により検出された温度が所定温度以上であるか否かによって、追焚き時のヒートポンプユニット１の沸き上げ温度条件が満たされているか否かを判断する（ステップＳ５０）。
【０１４２】
制御装置６０は、沸上げ温度サーミスタ３２の検出温度が第１の所定温度以上である場合には、ヒートポンプユニット１の沸き上げ温度条件が満たされているとみなし、循環ポンプ９と切替弁１１を制御することにより、貯湯タンク２内上部の高温水部に沸き上げられた温水を供給する（ステップＳ６０）。
【０１４３】
一方、制御装置６０は、沸上げ温度サーミスタ３２の検出温度が第１の所定温度未満である場合には、ヒートポンプユニット１の沸き上げ温度条件が満たされていないとみなし、循環ポンプ９、切替弁１１、および第１混合弁４を制御することにより、貯湯タンク２内の中温水に加熱された温水を供給する（ステップＳ５５）。
【０１４４】
このような処理を行うことにより、ヒートポンプユニット１の能力が追焚き可能な温度に到達したら、切替弁１１を貯湯タンク２側に切り替ることにより、タンク内の温度成層を乱さず、成績係数を向上させることができる。
【０１４５】
追焚き流路切替運転と平行して行われる追焚き用三方弁制御の処理は、追焚き浴水回路の流れを制御する処理である。この処理において、制御装置６０は、追焚き温度サーミスタ５８により検出された温度が第２の所定温度以上であるか否かを判断する（ステップＳ７０）。なお、この第２の所定温度は、浴槽内に流入したときの温水が浴槽内にいる人に対して熱すぎると感じない程度の温度に設定するものとする。
【０１４６】
制御装置６０は、追焚き温度サーミスタ５８の検出温度が第２の所定温度以上である場合には、風呂用循環ポンプ５３を起動するとともに、風呂用流路１８を通ってくる水と追焚き用熱交換器３６から流出してくる浴水とを混合させるような開度に追焚き用三方弁４８を制御する（ステップＳ８０）。このようにして適温に温調された温水が浴槽内に供給されることになる。
【０１４７】
一方、制御装置６０は、追焚き温度サーミスタ５８の検出温度が第２の所定温度未満である場合には、風呂用循環ポンプ５３を起動するとともに、風呂用流路１８を通ってくる水が追焚き浴水回路内に流入して浴槽内に供給されるのを阻止するような開度に追焚き用三方弁４８を制御する（ステップＳ７５）。つまり、追焚き用熱交換器３６から流出してくる浴水は、他の経路の水と混合されることなくそのまま浴槽内に供給されることになる。
【０１４８】
このように、追焚き能力自体を制御していないため、追焚き用三方弁４８の制御によって、追焚き用熱交換器３６から流出する高温の湯と熱交換前の湯とを混同して浴槽に出湯するので、浴槽内の使用者により快適な追焚きを提供できる。
【０１４９】
次に、使用者による追焚き操作部の操作により、追焚き能力が選択された場合の処理について、図１７を用いて説明する。この処理において、制御装置６０は、ステップＳ９０において、選択された追焚きの能力が「パワフル追焚き」である場合には、循環ポンプ９を通常の運転時よりも増速させるように運転（高回転数運転）し、追焚き加熱回路内の循環流量を増加させる（ステップＳ１００）。
【０１５０】
また、制御装置６０は、ステップＳ９０およびＳ９２において、選択された追焚きの能力が「通常追焚き」である場合には、循環ポンプ９を通常の速度（回転数）で運転する（ステップＳ９４）。また、ステップＳ９０、Ｓ９２、およびＳ９６において、選択された追焚きの能力が「マイルド追焚き」である場合には、循環ポンプ９を通常の運転時よりも減速させるように運転（低回転数運転）し、追焚き加熱回路内の循環流量を減少させる（ステップＳ９８）。
【０１５１】
このように、循環ポンプ９の回転数を流量が多く流れるように制御することにより、ヒートポンプユニット１の最大沸上げ能力以上の風呂追焚き能力が出力でき、短時間での追焚きが可能となり、ユーザの利便性が向上する。
【０１５２】
また、循環ポンプ９による循環流量を少なく流れるように制御することにより、緩やかな追焚きが可能であり、貯湯タンク２内部の温度成層を乱さないとともに、使用者の選択肢が増すなど、さらに利便性が向上する。
【０１５３】
このように一連の処理により、貯湯タンク２を介した循環ポンプ９を利用した追焚き運転のため、ヒートポンプユニット１の沸上げ時に発生する微小気泡を貯湯タンク２に排出することが可能であり、貯湯タンク２に既設してある、逃がし弁３５にて系外への排出が可能であり、追焚き用熱交換器の不良、出湯時の空気排出による使用者への不快感の防止、給湯配管機器の故障防止など可能となる。
【０１５４】
（第７実施形態）
第７実施形態におけるヒートポンプ式給湯装置の構成について図１３を用いて説明する。図１３は、本実施形態におけるヒートポンプ式給湯装置の概略構成を示した模式図である。本実施形態のヒートポンプ式給湯装置は、図１３に示すように、第６実施形態のヒートポンプ式給湯装置に対して、第２流れ方向切換手段である第１混合弁４を廃止した点と、循環流路１０と中温水流路５０の接続部にＴ字配管６１を設けた点と、導入口６よりも上流の部位の市水流入路１５にタンク流調弁４２を設けた点とが異なっている。
【０１５５】
第２流れ方向切換手段である第２混合弁５の開度の調整によって、循環流路１０を流れてきた温水を貯湯タンク２内の中温水部に流入させるか、または給湯流路２２に流入させるかが制御される。タンク流調弁４２は、貯湯タンク２内の下部へ流入する市水の流量を調節する機能を有し、制御装置６０によって制御される。
【０１５６】
なお、本実施形態のヒートポンプ式給湯装置は、図１２と同符号の各部の構成、図１４〜図１７を用いて説明した追焚き運転時の具体的な制御処理、図２に示す各部の制御構成、図３〜図５を用いて説明した貯湯運転時および出湯運転時の水の流れ、貯湯運転時および出湯運転時の制御処理については、第６実施形態のヒートポンプ式給湯装置と同様である。
【０１５７】
（第８実施形態）
第８実施形態におけるヒートポンプ式給湯装置の概略構成を示した模式図である。第８実施形態におけるヒートポンプ式給湯装置の構成について図１８を用いて説明する。図１８は、本実施形態におけるヒートポンプ式給湯装置の概略構成を示した模式図である。
【０１５８】
本実施形態のヒートポンプ式給湯装置は、図１８に示すように、第６実施形態のヒートポンプ式給湯装置に対して、追焚き用三方弁４８を廃止した点と、第２の熱交換器流出路４０に設けられて追焚き用熱交換器３６から流出した水の温度を検出する熱交換器出口側温度検出手段としての熱交換器出口側サーミスタ５６を設けた点と、減圧弁１３の下流側に給湯システム全体の給水量を絞ることが可能な全量流調弁２６を設けた点と、が異なっている。さらに、本実施形態の風呂用流路１８は、追焚き浴水回路を構成する浴槽流出流路５４と熱交換器流入流路５７の接続部に合流するのみであり、第６実施形態のように浴槽流出流路５４および熱交換器流入流路５７を横断するものではない。そして、制御装置６０は、追焚き運転時に、熱交換器出口側サーミスタ５６によって検出された温度に基づいて循環ポンプ９による循環流量を制御する。
【０１５９】
なお、本実施形態のヒートポンプ式給湯装置は、図１２と同符号の各部の構成、図２に示す各部の制御構成、図３〜図５を用いて説明した貯湯運転時および出湯運転時の水の流れ、貯湯運転時および出湯運転時の制御処理、および図１６を除く図１４から図１７を用いて説明した追焚き運転時の制御処理については、第６実施形態のヒートポンプ式給湯装置と同様である。
【０１６０】
次に、追焚き運転時の追焚き能力可変運転の処理について図１９を用いて説明する。図１９は、本実施形態のヒートポンプ式給湯装置において追焚き能力可変運転の処理を示したフローチャートである。
【０１６１】
まず、追焚き能力可変運転がスタートすると、制御装置６０は貯湯タンク２の高温水部を用いて追い焚きが可能か否かを判断する（ステップＳ１１０）。これは貯湯タンク２の高温水部の温度を水温サーミスタ３０で検出して、この温度が基準温度（例えば９０℃）以上であるか否かによって判断する。
【０１６２】
一方、制御装置６０は、追い焚きが可能であると判断した場合には、循環ポンプ９の運転を実行する（ステップＳ１２０）。一方、制御装置６０は、追い焚きが可能でないと判断した場合には、圧縮機および循環ポンプ９を起動し、追焚き規定温度（高温）の沸き上げ運転を開始する（ステップＳ１０５）。その後、制御装置６０は、風呂用循環ポンプ５３の運転を実行する（ステップＳ１３０）。
【０１６３】
さらに、制御装置６０のＲＡＭなどの記憶手段に記憶され、過去の運転実績が蓄積された熱交換器出口側サーミスタ５６による検出温度や各ポンプの回転数が読み込まれる（ステップＳ１４０）。さらに、制御装置６０は熱交換器出口側サーミスタ５６による検出温度が第３の所定温度以上であるか否かを判断する（ステップＳ２０）。
【０１６４】
制御装置６０は、当該検出温度が第３の所定温度以上であると判断した場合には、循環ポンプ９を通常の運転時よりも減速させるように運転（低回転数運転）し、追焚き加熱回路内の循環流量を減少させる（ステップＳ１６０）。一方、制御装置６０は、当該検出温度が第３の所定温度未満であると判断した場合には、循環ポンプ９を通常の運転時よりも増速させるように運転（高回転数運転）し、追焚き加熱回路内の循環流量を増加させる（ステップＳ１５５）。
【０１６５】
このような制御によれば、追焚き終了後、必要な時間、風呂用循環ポンプ５３を運転することなどにより、浴槽内に流入する水温を制御することができるので、第６実施形態における追焚き用三方弁４８を不要にすることができ、コストダウンが図れる。
【０１６６】
（第９実施形態）
第９実施形態におけるヒートポンプ式給湯装置の概略構成を示した模式図である。第９実施形態におけるヒートポンプ式給湯装置の構成について図２０を用いて説明する。図２０は、本実施形態におけるヒートポンプ式給湯装置の概略構成を示した模式図である。
【０１６７】
本実施形態のヒートポンプ式給湯装置は、図２０に示すように、第６実施形態のヒートポンプ式給湯装置に対して、直接出湯流路３および切替弁１１を廃止した点と、吐出口１２および第１混合弁４を廃止した点と、循環流路１０を貯湯タンク２に接続しないで温水流れ切替手段である第２混合弁５よりも下流部の給湯流路２２に接続してバイパス流路１００を構成した点と、が異なっている。
【０１６８】
なお、本実施形態のヒートポンプ式給湯装置は、図１２と同符号の各部の構成、図２に示す各部の制御構成、図３〜図５を用いて説明した貯湯運転時および出湯運転時の水の流れ、貯湯運転時および出湯運転時の制御処理、および図１４から図１７を用いて説明した追焚き運転時の制御処理については、第６実施形態のヒートポンプ式給湯装置と同様である。
【０１６９】
第２混合弁５は、水・冷媒熱交換器１ａで加熱されてバイパス流路１００を流れてきた温水を、給湯流路２２を通して貯湯タンク２内の高温水部側に流したり、中温水流路５０を通して貯湯タンク２内の中温水部側に流したりすることができる。
【０１７０】
次に、本実施形態のヒートポンプ式給湯装置における貯湯運転時、追焚き運転の初期、および追焚き運転の安定期の温水の流れについて説明する。
【０１７１】
貯湯運転時においては、循環ポンプ９が運転され、給湯用混合弁２３および湯張り用混合弁１７が閉止されるとともに、第２混合弁５が給湯流路２２を開放するように調整されることにより、水・冷媒熱交換器１ａで加熱された温水はバイパス流路１００を流れて給湯流路２２に流入し、第２混合弁５を通って貯湯タンク２側に流れ、貯湯タンク２の最上部の導出口７からタンク内に流入する。
【０１７２】
追焚き運転の初期においては、循環ポンプ９が運転され、給湯用混合弁２３および湯張り用混合弁１７が閉止されるとともに、第２混合弁５が中温水流路５０を開放するように調整されることにより、水・冷媒熱交換器１ａで加熱された温水はバイパス流路１００を流れて給湯流路２２に流入し、第２混合弁５を通って中温水流路５０に流れ、タンク内の中温水部に流入する。さらにタンク内上部から高温水として取り出され、第３の熱交換器流入路４４を通して追焚き用熱交換器３６の給湯用水流路に流入することになる。なお、追焚き運転の初期とは、例えば、沸上げ温度サーミスタ３２の検出温度からヒートポンプユニット１の能力が追焚きに必要とする能力に達してないと判断された場合である。
【０１７３】
一方、追焚き運転の安定期は、循環ポンプ９が運転され、給湯用混合弁２３および湯張り用混合弁１７が閉止されるとともに、第２混合弁５給湯流路２２を開放するように調整されることにより、水・冷媒熱交換器１ａで加熱された温水はバイパス流路１００を流れて給湯流路２２に流入して第２混合弁５を通り、貯湯タンク２よりも上部から分岐する第３の熱交換器流入路４４に流れ、追焚き用熱交換器３６の給湯用水流路に流入することになる。なお、追焚き運転の安定期とは、例えば、沸上げ温度サーミスタ３２の検出温度からヒートポンプユニット１の能力が追焚きに必要とする能力に達していると判断された場合である。
【０１７４】
（その他の実施形態）
以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明は上述した実施形態に何ら制限されることなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲において種々変形して実施することが可能である。
【０１７５】
例えば、ヒートポンプユニット１のヒートポンプサイクルを流れる作動冷媒は、二酸化炭素に限定されるものではなく、フロン等の他の冷媒であってもよい。
【０１７６】
また、上記実施形態のヒートポンプユニット１は、冷媒の圧力が臨界圧力以上となる超臨界ヒートポンプサイクルによるものであるが、これに限定されるものではなく、冷媒の圧力が臨界圧力未満のヒートポンプサイクルによるものよい。
【図面の簡単な説明】
【０１７７】
【図１】本発明の第１実施形態におけるヒートポンプ式給湯装置の概略構成を示した模式図である。
【図２】第１、第２、第３、および第４実施形態のヒートポンプ式給湯装置における制御構成を示した模式図である。
【図３】第１実施形態のヒートポンプ式給湯装置において、貯湯タンクの中温水部に貯湯されるときの温水の流れを示した図である。
【図４】第１実施形態のヒートポンプ式給湯装置において、貯湯タンクの高温水部および中温水部の両方からに出湯されるときの温水の流れを示した図である。
【図５】第１実施形態のヒートポンプ式給湯装置において、ヒートポンプユニットによって沸き上げられた温水を直接的に出湯するときの温水の流れを示した図である。
【図６】第１、第２、第３、および第４実施形態のヒートポンプ式給湯装置が実行する貯湯運転における制御処理を示したフローチャートである。
【図７】第１、第２、第３、および第４実施形態のヒートポンプ式給湯装置が実行する湯張り運転における制御処理を示したフローチャートである。
【図８】第２実施形態におけるヒートポンプ式給湯装置の概略構成を示した模式図である。
【図９】第３実施形態におけるヒートポンプ式給湯装置の概略構成を示した模式図である。
【図１０】第４実施形態におけるヒートポンプ式給湯装置の概略構成を示した模式図である。
【図１１】第５実施形態におけるヒートポンプ式給湯装置の概略構成を示した模式図である。
【図１２】第６実施形態におけるヒートポンプ式給湯装置の概略構成を示した模式図である。
【図１３】第７実施形態におけるヒートポンプ式給湯装置の概略構成を示した模式図である。
【図１４】第６、第７、および第８実施形態のヒートポンプ式給湯装置において、追焚き運転開始後、追焚き流路切替運転および追焚き用三方弁制御に移行するまでの処理を示したフローチャートである。
【図１５】第６、第７、および第８実施形態のヒートポンプ式給湯装置において、追焚き流路切替運転の処理を示したフローチャートである。
【図１６】第６実施形態のヒートポンプ式給湯装置において、図１５は、追焚き用三方弁制御の処理を示したフローチャートである。
【図１７】第６、第７、および第８実施形態のヒートポンプ式給湯装置において、追焚き能力が選択された場合の処理を示したフローチャートである。
【図１８】第８実施形態におけるヒートポンプ式給湯装置の概略構成を示した模式図である。
【図１９】第８実施形態のヒートポンプ式給湯装置において、追焚き能力可変運転の処理を示したフローチャートである。
【図２０】第９実施形態におけるヒートポンプ式給湯装置の概略構成を示した模式図である。
【符号の説明】
【０１７８】
１      ヒートポンプユニット
１ａ    水・冷媒熱交換器（熱交換部）
２      貯湯タンク
３      直接出湯流路
４      第１混合弁（第２流れ方向切替手段）
５      第２混合弁（第２流れ方向切替手段、温水流れ方向切替手段）
９      循環ポンプ
１０    循環流路
１１    切替弁（第１流れ方向切替手段）
２２    給湯流路
３２    沸上げ温度サーミスタ
３６    追焚き用熱交換器（外部流体熱交換器）
３７    第１の熱交換器流出路（第１の熱交換器流路）
３８    第１の熱交換器流入路（第１の熱交換器流路）
３９    第２の熱交換器流入路（第２の熱交換器流路）
４０    第２の熱交換器流出路（第２の熱交換器流路、第３の熱交換器流路）
４４    第３の熱交換器流入路（第３の熱交換器流路）
４８    追焚き用三方弁（追焚き浴水調整手段）
５０    中温水流路
５１    浴槽流入流路（追焚き浴水回路）
５４    浴槽流出流路（追焚き浴水回路）
５６    熱交換器出口側サーミスタ（熱交換器出口側温度検出手段）
５７    熱交換器流入流路（追焚き浴水回路）
６０    制御装置
６２    開閉弁（第２流れ方向切替弁）
【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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