(57)【要約】【課題】循環回路の循環ポンプの消費電力を抑制することが可能な貯湯式給湯装置を提供すること。【解決手段】貯湯タンク１内の下部の水を、貯湯タンク１内の上部に送るための循環回路２０には、水を流通するための循環ポンプ５０と、水を加熱するヒートポンプ装置２が設けられている。制御装置１００は、循環回路２０内を低流量とするときには、出力レベルが異なる２つの循環ポンプ制御信号を交互に連続出力して、循環回路２０の流量を調節する。これによると、循環ポンプ５０が間欠動作することがないので、循環ポンプ５０の消費電力を抑制することができる。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内部に湯を貯えるための貯湯タンク（１）と、
前記貯湯タンク（１）内の下部の水を、前記貯湯タンク（１）内の上部に送るための循環回路（２０）と、
前記循環回路（２０）に設けられ、前記循環回路（２０）に前記水を流通させる循環手段（５０）と、
前記循環回路（２０）に設けられ、前記循環回路（２０）を流通する前記水を加熱して前記湯とする加熱手段（２）と、
前記加熱手段（２）により加熱された前記湯の温度を検出する湯温検出手段（５１）と、
前記湯温検出手段（５１）が検出する湯温が前記加熱手段（２）による加熱目標値と一致するように、循環手段制御信号を出力して前記循環手段（５０）を作動制御する制御手段（１００）とを備える貯湯式給湯装置において、
前記制御手段（１００）は、前記循環手段制御信号の出力レベルが第１レベル（Ｌ１）である第１信号（Ｓ１）と、前記循環手段制御信号の出力レベルが前記第１レベル（Ｌ１）より低い第２レベル（Ｌ２）である第２信号（Ｓ２）とを、交互に連続して出力して、前記循環回路（２０）の流量を調節することを特徴とする貯湯式給湯装置。
【請求項２】
前記制御手段（１００）は、前記第１信号（Ｓ１）の出力時間（Ｔ１）と前記第２信号（Ｓ２）の出力時間（Ｔ２）との比を変化させることを特徴とする請求項１に記載の貯湯式給湯装置。
【請求項３】
前記制御手段（１００）は、前記第１信号（Ｓ１）の出力時間（Ｔ１）と前記第２信号（Ｓ２）の出力時間（Ｔ２）との比を固定することを特徴とする請求項１に記載の貯湯式給湯装置。
【請求項４】
前記制御手段（１００）は、前記第１信号（Ｓ１）の出力時間（Ｔ１）と前記第２信号（Ｓ２）の出力時間（Ｔ２）とを固定することを特徴とする請求項３に記載の貯湯式給湯装置。
【請求項５】
前記第２レベル（Ｌ２）は、前記第１レベル（Ｌ１）より出力変化可能な１レベルのみ低い出力レベルであることを特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれか１つに記載の貯湯式給湯装置。
【請求項６】
前記制御手段（１００）は、前記第１レベル（Ｌ１）を変化させて、前記循環回路（２０）の流量を調節することを特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれか１つに記載の貯湯式給湯装置。
【請求項７】
前記制御手段（１００）は、前記第２レベル（Ｌ２）を変化させて、前記循環回路（２０）の流量を調節することを特徴とする請求項１ないし請求項４および請求項６のいずれか１つに記載の貯湯式給湯装置。
【請求項８】
前記第１レベル（Ｌ１）は、前記循環手段（５０）の作動により前記循環回路（２０）に前記水が流通する出力レベルであり、
前記第２レベル（Ｌ２）は、前記循環手段（５０）が作動しても前記循環回路（２０）の前記水が停止する出力レベルであることを特徴とする請求項１ないし請求項６のいずれか１つに記載の貯湯式給湯装置。
【請求項９】
前記制御手段（１００）は、前記循環回路（２０）の流量を所定値未満で制御する場合には、前記第１信号（Ｓ１）と前記第２信号（Ｓ２）とを交互に連続して出力し、
前記循環回路（２０）の流量を前記所定値以上で制御する場合には、流量に応じた同一出力レベルの信号を連続して出力することを特徴とする請求項１ないし請求項８のいずれか１つに記載の貯湯式給湯装置。
【請求項１０】
前記加熱手段（２）は、二酸化炭素を冷媒とするヒートポンプ装置（２）であることを特徴とする請求項１ないし請求項９のいずれか１つに記載の貯湯式給湯装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、湯を貯湯タンク内に貯える貯湯式給湯装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来技術として、下記特許文献１に開示された貯湯式給湯装置がある。この貯湯式給湯装置は、内部に湯を貯えるための貯湯タンクと、この貯湯タンク内の下部の水を上部に送る循環回路に設けられた循環手段であるポンプと、循環回路を流れる水を加熱して湯とするための加熱手段と、加熱手段により加熱された湯が目標温度となるようにポンプの能力を変更する制御手段とを備えている。
【０００３】
そして、ポンプによる循環回路の流量を変更するときには、制御手段は、ポンプ制御信号を所定時間内に出力および停止し、出力と停止の時間比を変化させて、流量調節を行なうようになっている。
【０００４】
【特許文献１】
特許３２３７４１１号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来技術の貯湯式給湯装置では、制御手段がポンプ制御信号の出力および停止を繰り返して流量調節するときには、ポンプは間欠的に動作する。一般的にポンプは停止状態からの起動時トルクが大きいため、ポンプを間欠的に動作させると、消費電力が大きくなるという問題がある。
【０００６】
本発明は、上記点を鑑みてなされたものであって、循環回路の循環手段の消費電力を抑制することが可能な貯湯式給湯装置を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、請求項１に記載の発明では、
内部に湯を貯えるための貯湯タンク（１）と、
貯湯タンク（１）内の下部の水を、貯湯タンク（１）内の上部に送るための循環回路（２０）と、
循環回路（２０）に設けられ、循環回路（２０）に水を流通させる循環手段（５０）と、
循環回路（２０）に設けられ、循環回路（２０）を流通する水を加熱して湯とする加熱手段（２）と、
加熱手段（２）により加熱された湯の温度を検出する湯温検出手段（５１）と、
湯温検出手段（５１）が検出する湯温が加熱手段（２）による加熱目標値と一致するように、循環手段制御信号を出力して循環手段（５０）を作動制御する制御手段（１００）とを備える貯湯式給湯装置において、
制御手段（１００）は、循環手段制御信号の出力レベルが第１レベル（Ｌ１）である第１信号（Ｓ１）と、循環手段制御信号の出力レベルが第１レベル（Ｌ１）より低い第２レベル（Ｌ２）である第２信号（Ｓ２）とを、交互に連続して出力して、循環回路（２０）の流量を調節することを特徴としている。
【０００８】
これによると、制御手段（１００）が循環回路（２０）の流量を調節するときには、第１信号（Ｓ１）と第２信号（Ｓ２）とが交互に連続して出力される。したがって、循環手段（５０）が間欠動作することがない。このようにして、循環手段（５０）の消費電力を抑制することが可能である。
【０００９】
また、請求項２に記載の発明では、制御手段（１００）は、第１信号（Ｓ１）の出力時間（Ｔ１）と第２信号（Ｓ２）の出力時間（Ｔ２）との比を変化させることを特徴としている。
【００１０】
これによると、第１信号（Ｓ１）および第２信号（Ｓ２）の出力時間（Ｔ１、Ｔ２）比を変化させることで、容易に循環回路（２０）の流量を調節することが可能である。
【００１１】
また、請求項３に記載の発明では、制御手段（１００）は、第１信号（Ｓ１）の出力時間（Ｔ１）と第２信号（Ｓ２）の出力時間（Ｔ２）との比を固定することを特徴としている。
【００１２】
これによると、第１信号（Ｓ１）および第２信号（Ｓ２）の出力時間（Ｔ１、Ｔ２）比を変化させる制御動作が不要である。したがって、制御手段（１００）による制御を簡素化することが可能である。
【００１３】
また、請求項４に記載の発明では、制御手段（１００）は、第１信号（Ｓ１）の出力時間（Ｔ１）と第２信号（Ｓ２）の出力時間（Ｔ２）とを固定することを特徴としている。
【００１４】
これによると、第１信号（Ｓ１）および第２信号（Ｓ２）の出力時間（Ｔ１、Ｔ２）を変化させる制御動作が不要である。したがって、制御手段（１００）による制御を一層簡素化することが可能である。
【００１５】
また、請求項５に記載の発明では、第２レベル（Ｌ２）は、第１レベル（Ｌ１）より出力変化可能な１レベルのみ低い出力レベルであることを特徴としている。
【００１６】
これによると、第１信号（Ｓ１）および第２信号（Ｓ２）を交互に連続して出力することで、循環回路（２０）の流量を、出力変化可能な１レベル幅内の中間出力に対応した流量に調節することが可能である。
【００１７】
また、請求項６に記載の発明では、制御手段（１００）は、第１レベル（Ｌ１）を変化させて、循環回路（２０）の流量を調節することを特徴としている。
【００１８】
これによると、第１信号（Ｓ１）の出力レベル（Ｌ１）を変化させることで、容易に循環回路（２０）の流量を調節することが可能である。
【００１９】
また、請求項７に記載の発明では、制御手段（１００）は、第２レベル（Ｌ２）を変化させて、循環回路（２０）の流量を調節することを特徴としている。
【００２０】
これによると、第２信号（Ｓ２）の出力レベル（Ｌ２）を変化させることで、容易に循環回路（２０）の流量を調節することが可能である。
【００２１】
また、請求項８に記載の発明では、第１レベル（Ｌ１）は、循環手段（５０）の作動により循環回路（２０）に水が流通する出力レベルであり、第２レベル（Ｌ２）は、循環手段（５０）が作動しても循環回路（２０）の水が停止する出力レベルであることを特徴としている。
【００２２】
これによると、第１信号（Ｓ１）および第２信号（Ｓ２）を交互に連続して出力することで、循環回路（２０）の流量を、極めて小さな流量に調節することが可能である。
【００２３】
また、請求項９に記載の発明では、制御手段（１００）は、循環回路（２０）の流量を所定値未満で制御する場合には、第１信号（Ｓ１）と第２信号（Ｓ２）とを交互に連続して出力し、循環回路（２０）の流量を所定値以上で制御する場合には、流量に応じた同一出力レベルの信号を連続して出力することを特徴としている。
【００２４】
これによると、循環回路（２０）の流量が大きい場合には、循環手段（５０）を一定能力で連続運転し、大流量の水を流通することが可能である。また、循環回路（２０）の流量が小さい場合には、循環手段（５０）を能力の異なる状態で交互連続運転し、低流量の水であっても精度良く流通することが可能である。したがって、流量の調節範囲を容易に広くすることが可能である。
【００２５】
また、請求項１０に記載の発明では、加熱手段（２）は、二酸化炭素を冷媒とするヒートポンプ装置（２）であることを特徴としている。
【００２６】
二酸化炭素を冷媒とするヒートポンプ装置（２）を加熱手段（２）とすると、循環回路（２０）の水の流量を低流量とすることで、容易に高温の湯を得ることが可能である。したがって、本発明によれば、循環手段（５０）の消費電力を抑制しつつ、高温の湯を貯湯することが可能である。
【００２７】
なお、上記各手段に付した括弧内の符号は、後述する実施形態記載の具体的手段との対応関係の一例を示す。
【００２８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図に基づいて説明する。
【００２９】
（第１の実施形態）
図１は本実施形態の貯湯式給湯装置の概略構成を示す模式図である。
【００３０】
１は耐食性に優れた金属製（例えばステンレス製）の貯湯タンクであり、外周部に図示しない断熱材が配置されており、給湯用の高温の湯を長時間に渡って保温することができるようになっている。貯湯タンク１は縦長形状であり、その底面には導入口１１が設けられ、この導入口１１には貯湯タンク１内に水道水を導入する給水経路である導入管１２が接続されている。
【００３１】
一方、貯湯タンク１の最上部には導出口１３が設けられ、導出口１３には貯湯タンク１内の高温の湯を導出するための給湯経路である導出管１４が接続されている。導出管１４には、図示しない水道水の給水配管との合流点に、図示しない混合弁が配置され、混合弁は開口面積比（導出管１４に連通する湯側の開度と給水配管に連通する水側の開度の比率）を調節することにより、下流側にあるカラン、シャワー、風呂等に高温の湯と水とを適宜混合して給湯するようになっている。
【００３２】
貯湯タンク１の下部には、貯湯タンク１内の水を吸入するための吸入口１８が設けられ、貯湯タンク１の上部には、貯湯タンク１内に湯を吐出する吐出口１９が設けられている。吸入口１８と吐出口１９とは循環回路２０で接続されており、循環回路２０の一部は後述するヒートポンプ装置２の給湯用熱交換器２２内に配置されている。
【００３３】
循環回路２０の給湯用熱交換器２２より上流側には、循環回路２０に貯湯タンク２内の下部の水を上部に向かって流通する（循環する）ための循環手段である循環ポンプ５０が配設されている。
【００３４】
一方、循環回路２０の給湯用熱交換器２２より下流側には、循環回路２０を流れる湯（給湯用熱交換器２２により加熱された湯）の温度を検出する湯温検出手段である温度センサ５１が配設されている。温度センサ５１は、貯湯タンク１内へ戻る湯の温度情報を後述する制御装置１００に出力するようになっている。
【００３５】
２はヒートポンプ装置であり、ヒートポンプ装置２は、圧縮機２１、給湯用熱交換器２２、膨張弁２３、室外熱交換器２４、アキュムレータ２５を順次配管接続して構成され、冷媒として二酸化炭素（ＣＯ２）を使用している。圧縮機２１は、内蔵する電動モータ（図示しない）によって駆動され、アキュムレータ２５より吸引した気相冷媒を臨界圧力以上まで圧縮して吐出する。
【００３６】
給湯用熱交換器２２は、圧縮機２１より吐出された高温冷媒（ホットガス）と循環ポンプ５０により貯湯タンク１内から供給された水とを熱交換するもので、冷媒が流れる冷媒通路（図示しない）と、水が流れる水通路（図示しない）とを有し、冷媒通路を流れる冷媒の流れ方向と水通路を流れる水の流れ方向とが対向するように構成されている。なお、給湯用熱交換器２２を流れる冷媒（ＣＯ２）は、圧縮機２１で臨界圧力以上に加圧されているので、給湯用熱交換器２２を流通する水に放熱して温度低下しても凝縮することはない。
【００３７】
膨張弁２３は、給湯用熱交換器２２から流出する冷媒を弁開度に応じて減圧する減圧装置で、後述する制御装置１００によって弁開度を電気的に制御される。
【００３８】
室外熱交換器２４は、膨張弁２３で減圧された冷媒をファン２４ａによって送風される外気との熱交換によって蒸発させる。アキュムレータ２５は、室外熱交換器２４より流出する冷媒を気液分離して、気相冷媒のみを圧縮機２１に吸引させるとともに、サイクル中の余剰冷媒を蓄えている。ヒートポンプ装置２は、本実施形態における加熱手段である。
【００３９】
制御手段である制御装置１００は、圧縮機２１（電動モータ）、膨張弁２３、ファン２４ａおよび循環ポンプ５０を通電制御している。制御装置１００は、外気温等に応じて圧縮機２１等を制御し、室外熱交換器２４で外気から吸熱し、給湯用熱交換器２２で循環回路２０を流通する水を加熱するようになっている。また、制御装置１００は、給湯用熱交換器２２により加熱され貯湯タンク１内に戻る湯の温度が目標温度となるように、温度センサ５１からの温度情報の基づいて制御信号を出力し、循環ポンプ５０を作動制御するようになっている。
【００４０】
次に、上記構成に基づき、本実施形態の貯湯式給湯装置が貯湯タンク１内の湯を沸き上げる作動について説明する。
【００４１】
図２は、制御装置１００の沸き上げ運転制御の概略制御動作を示すフローチャートである。制御装置１００は、貯湯式給湯装置に電力供給されているときには、図示しない操作盤のスイッチ等からの信号や設定条件（例えば時刻条件）等に基づいて、図２に示す沸き上げ運転制御を実行する。
【００４２】
制御装置１００は、まず、循環ポンプ５０が８０％能力で作動する電圧信号を制御信号として出力し（ステップＳ１００）、循環回路２０内に水を流通させる。なお、制御装置１００は、これと同時にヒートポンプ装置２の作動も開始し、給湯用熱交換器２２において循環回路２０内を流通する水を加熱する。ヒートポンプ装置２の作動は沸き上げ運転制御が終了するまで継続する。
【００４３】
ステップＳ１００を実行し、所定時間（例えば１０秒）経過したら、温度センサ５１が検出した温度と貯湯目標温度とを比較する（ステップＳ１１０）。検出温度が目標温度より低い場合には、１段階低い（現状より減少した）流量を算出する（ステップＳ１２０）。検出温度が目標温度と等しい場合には、現状を維持する流量を算出する（ステップＳ１３０）。検出温度が目標温度より高い場合には、１段階高い（現状より増加した）流量を算出する（ステップＳ１４０）。
【００４４】
ここで、ステップＳ１２０、Ｓ１４０における１段階とは、制御信号が出力変化可能な１レベル異なる信号に対応した流量変化に限定されるものではない。検出温度と目標温度との差に応じて異なる１段階としてもよい。例えば、検出温度と目標温度との差が大きいときには、出力変化可能な１０レベル異なる信号により流量を変化させ、検出温度と目標温度との差が小さいときには、出力変化可能な１レベル異なる信号により流量を変化させるものとしてもよい。このようにすれば、検出温度と目標温度との差を短時間に小さくすることが可能である。
【００４５】
ステップＳ１２０、Ｓ１３０、Ｓ１４０のいずれかを実行したら、各ステップで算出した流量が１Ｌ／ｍｉｎ以上であるか否か判断する（ステップＳ１５０）。算出流量が１Ｌ／ｍｉｎ以上である場合には、算出流量に対応する同一出力レベルの制御信号を連続出力し（ステップＳ１６０）、ステップＳ１１０にリターンして再度温度比較を行なう。
【００４６】
算出流量が１Ｌ／ｍｉｎ未満である場合には、算出流量の上下近傍値に対応する２つの出力レベルの制御信号を交互に連続出力し（ステップＳ１７０）、ステップＳ１１０にリターンして再度温度比較を行なう。ここで、図３に、ステップＳ１７０の出力例を示す。
【００４７】
図３（ａ）に示すように、ステップＳ１７０の一例では、出力レベルが第１レベルＬ１である第１信号Ｓ１と、出力レベルが第１レベルＬ１より出力変化可能な１レベル低い第２レベルＬ２である第２信号Ｓ２とを交互連続出力する。
【００４８】
第１レベルＬ１は、ステップＳ１２０、Ｓ１３０、Ｓ１４０における算出流量（流量狙い値）より高い流量に対応する出力レベルであり、第２レベルＬ２は、前記算出流量（流量狙い値）より低い流量に対応する出力レベルである。そして、第１信号Ｓ１の出力時間Ｔ１と第２信号Ｓ２の出力時間Ｔ２との比を変化させることにより、流量を狙い値に一致させるようにしている。
【００４９】
例えば、ステップＳ１７０において、図３（ａ）に示すような制御信号（例えばＴ１が７秒、Ｔ２が３秒）を出力し、ステップＳ１１０にリターンし温度比較を行なったところ、検出温度が目標温度より低い場合には、ステップＳ１２０に進み１段階減少流量が算出される。そして、再度ステップＳ１７０が実行されるときには、図３（ｂ）に示すように、第１信号Ｓ１の出力時間Ｔ１と第２信号Ｓ２の出力時間Ｔ２とを変化した（Ｔ１を短くしＴ２を長くした）制御信号（例えばＴ１が５秒、Ｔ２が５秒）を出力する。
【００５０】
さらに流量減少が必要な場合には、次のステップＳ１７０では、第１信号Ｓ１の出力時間Ｔ１と第２信号Ｓ２の出力時間Ｔ２とをさらに変化した制御信号（例えばＴ１が３秒、Ｔ２が７秒）を出力する。ここで、本実施形態の第２信号Ｓ２の第２レベルＬ２は、第２信号Ｓ２を入力された循環ポンプ５０の回転数が、図４に示す循環ポンプ５０のトルク特性曲線において特性値が極小値を示すポンプ回転数Ｒ以上となる出力レベルとなっている。
【００５１】
なお、制御装置１００において、算出流量に応じて制御信号の出力形態が異なる（ステップＳ１６０もしくはＳ１７０とする）のは、以下の理由による。
【００５２】
図５は、循環回路２０の流量に対する圧力損失特性を示すグラフである。循環回路２０の取り回し状態や回路内の経時変化等により循環回路２０系に圧力損失が比較的発生しやすい場合には、例えば、流量に対する圧力損失は特性Ａとなる。一方、循環回路２０系に圧力損失が比較的発生し難い場合には、例えば、流量に対する圧力損失は特性Ｂとなる。
【００５３】
これに対し、圧力損失発生下での循環ポンプ５０の流量特性は図５に示したようなポンプ特性であり、制御装置１００が出力する制御信号が出力変化可能な１レベル変化するとポンプ分解能幅Ｐ（本例では毎分５０回転）だけ変化する。したがって、図５の横軸に示した流量狙い値近傍では、制御信号の出力レベルが１レベル変化すると、特性Ａの場合には流量がＡ１変化し、特性Ｂの場合には流量がＢ１変化する。
【００５４】
すなわち、図５に示したように、循環回路２０に圧力損失が発生しやすい場合や、流量狙い値（前述の算出流量）が小さい場合には、制御信号の出力レベルを１レベル変化させると循環回路２０の流量が大きく変化してしまい、流量を狙い値に一致させ難い場合が発生する。
【００５５】
そこで、図２のステップＳ１５０において否と判断した場合には、出力レベルが１レベル異なる第１信号Ｓ１と第２信号Ｓ２とを交互に連続出力し、循環ポンプ５０による流量を調節するようになっている。したがって、ステップＳ１５０で例示した１Ｌ／ｍｉｎの実数値は、圧力損失特性等に応じて適宜設定可能となっている。
【００５６】
上述の沸き上げ運転制御による作動例を図６に基づいて説明する。図６（ａ）は、循環ポンプ５０の出力（回転）状態を示すグラフであり、図６（ｂ）は、図６（ａ）に対応する循環回路２０の流量を示すグラフである。
【００５７】
図２に示すように、制御装置１００は温度センサ５１の検出温度が目標温度となるまで、図６の区間Ｃに示すように漸次制御信号の出力レベルを低下することで循環ポンプ５０の出力を低下し、循環回路２０の流量を低下させる。
【００５８】
流量が１Ｌ／ｍｉｎとなっても検出温度が目標温度に到達しない場合には、前述の第１信号Ｓ１と第２信号Ｓ２とを交互に出力しながら両信号Ｓ１、Ｓ２の出力時間を変化させ（例えば、図３に示したように変化させ）、区間Ｄに示すように循環ポンプ５０の分解能幅Ｐで循環ポンプ５０の出力が変動するように作動させる。これにより、検出温度が目標温度に一致するまで循環回路２０の流量を徐々に低下させる。
【００５９】
図６には図示していないが、第１信号Ｓ１の出力時間が０となり、第２信号Ｓ２のみの連続出力によっても検出温度が目標温度に到達しない場合には、第２信号を第１信号とし、新たな第１信号より出力変化可能な１レベル低い出力レベルの信号を第２信号として、第１信号と第２信号とを交互連続出力する。
【００６０】
上述の構成および作動によれば、制御装置１００が循環回路２０の流量を調節するときには、制御信号は常に連続して出力される。したがって、循環ポンプ５０が間欠動作せず、再起動状態が発生することを抑止することができる。このようにして、循環ポンプ５０の消費電力を抑制することができる。
【００６１】
また、制御装置１００は、第１信号Ｓ１の出力時間Ｔ１と第２信号Ｓ２の出力時間Ｔ２との比を変化させることで、容易に循環回路２０の流量を調節することができる。さらに、第２信号Ｓ２の第２レベルＬ２は、第１信号Ｓ１の第１レベルＬ１より出力変化可能な１レベルのみ低い出力レベルであり、第１信号Ｓ１および第２信号Ｓ２の交互連続出力で、循環回路２０の流量を微調節することが可能である。
【００６２】
また、制御装置１００は、循環回路２０の流量を所定値（本例では１Ｌ／ｍｉｎ）未満で制御する場合は、第１信号Ｓ１と第２信号Ｓ２とを交互に連続して出力し、循環回路２０の流量を前記所定値以上で制御する場合は、流量に応じた同一出力レベルの信号を連続して出力する。これにより、広範囲の流量を容易に調節することができる。
【００６３】
また、二酸化炭素を冷媒とするヒートポンプ装置２により循環回路２０を流通する水を加熱して高温の湯（例えば約９０℃の湯）とすることができる。したがって、貯湯タンク１内に高温の湯を貯湯することが可能である。
【００６４】
また、本実施形態では説明を省略したが、第１信号Ｓ１の第１レベルＬ１は、循環ポンプ５０の作動により循環回路２０に水が流通する出力レベルであり、第２信号Ｓ２の第２レベルＬ２は、循環ポンプ５０が作動しても水圧等により循環回路２０の水が停止する出力レベルであってもよい。第１信号Ｓ１および第２信号Ｓ２を交互に連続して出力すれば、循環回路２０内の水は断続的に流通するが、循環ポンプ５０が停止することはないので、循環ポンプ５０の消費電力を抑制しつつ、循環回路２０の流量を、極めて小さな流量に調節することが可能である。
【００６５】
（第２の実施形態）
次に、第２の実施形態について図７および図８に基づいて説明する。本第２の実施形態は、前述の第１の実施形態と比較して、循環ポンプ制御信号の交互連続出力形態（ステップＳ１７０）が異なる。なお、第１の実施形態と同様の部分については、同一の符号をつけ、その説明を省略する。
【００６６】
ここで、図７に、本実施形態のステップＳ１７０の出力例を示す。
【００６７】
図７（ａ）に示すように、ステップＳ１７０の一例では、出力レベルが第１レベルＬ１である第１信号Ｓ１と、出力レベルが第１レベルＬ１より低い第２レベルＬ２である第２信号Ｓ２とを交互連続出力する。そして、ステップＳ１２０、Ｓ１３０、Ｓ１４０における算出流量（流量狙い値）に応じて第２レベルＬ２を変化させる。このとき第１レベルＬ１と第２レベルＬ２との差は、出力変化可能な１レベルの整数倍となる。
【００６８】
第２レベルＬ２を変化させ（低下させ）、第２レベルＬ２が循環ポンプ５０を作動しても水圧等により循環回路２０の水が停止する出力レベルとなったときに、さらに流量を低下させる必要がある場合には、図７（ｂ）に示すように制御信号を出力する。第１信号Ｓ１と第２信号Ｓ２とを交互連続出力しつつ、前記算出流量（流量狙い値）に応じて第１レベルＬ１を変化（低下）させる。このときも、第１レベルＬ１と第２レベルＬ２との差は、出力変化可能な１レベルの整数倍となる。
【００６９】
なお、本実施形態では、第１信号Ｓ１の出力時間Ｔ１と第２信号Ｓ２の出力時間Ｔ２とを同一（本例ではそれぞれ５秒）とし、固定している。これにより、出力時間Ｔ１、Ｔ２やこれらの比を可変する制御が不要となり、制御が簡素化できる。
【００７０】
また、本実施形態の第２信号Ｓ２の第２レベルＬ２は、第１の実施形態と同様に、第２信号Ｓ２を入力された循環ポンプ５０の回転数が、図４に示す循環ポンプ５０のトルク特性曲線において特性値が極小値を示すポンプ回転数Ｒ以上となる出力レベルとなっている。
【００７１】
上述の本実施形態の沸き上げ運転制御による作動例を図８に基づいて説明する。図８（ａ）は、循環ポンプ５０の出力（回転）状態を示すグラフであり、図８（ｂ）は、図８（ａ）に対応する循環回路２０の流量を示すグラフである。
【００７２】
図２に示すように、制御装置１００は温度センサ５１の検出温度が目標温度となるまで、図８の区間Ｃに示すように漸次制御信号の出力レベルを低下することで循環ポンプ５０の出力を低下し、循環回路２０の流量を低下させる。
【００７３】
流量が１Ｌ／ｍｉｎとなっても検出温度が目標温度に到達しない場合には、前述の第１信号Ｓ１と第２信号Ｓ２とを交互に出力しながら第２信号Ｓ２の出力レベルを変化させ（例えば、図８（ａ）に示したように変化させ）、区間Ｄ１に示すように循環ポンプ５０の出力が変動するように作動させる。これにより、検出温度が目標温度に一致するまで循環回路２０の流量を徐々に低下させる。
【００７４】
区間Ｄ１の流量では検出温度が目標温度に到達しない場合には、第１信号Ｓ１と第２信号Ｓ２とを交互に出力しながら第１信号Ｓ１の出力レベルを変化させ（例えば、図８（ｂ）に示したように変化させ）、区間Ｄ２に示すように循環ポンプ５０の出力が変動するように作動させる。これにより、検出温度が目標温度に一致するまで循環回路２０の流量を徐々に低下させる。
【００７５】
上述の構成および作動によれば、制御装置１００が循環回路２０の流量を調節するときには、制御信号は常に連続して出力される。したがって、循環ポンプ５０が間欠動作せず、再起動状態が発生することを抑止することができる。このようにして、循環ポンプ５０の消費電力を抑制することができる。
【００７６】
また、制御装置１００は、第１信号Ｓ１の第１レベルＬ１と第２信号Ｓ２の第２レベルＬ２のいずれかを変化させることで、容易に循環回路２０の流量を調節することができる。
【００７７】
また、制御装置１００は、循環回路２０の流量を所定値（本例では１Ｌ／ｍｉｎ）未満で制御する場合は、第１信号Ｓ１と第２信号Ｓ２とを交互に連続して出力し、循環回路２０の流量を前記所定値以上で制御する場合は、流量に応じた同一出力レベルの信号を連続して出力する。これにより、広範囲の流量を容易に調節することができる。
【００７８】
また、二酸化炭素を冷媒とするヒートポンプ装置２により循環回路２０を流通する水を加熱して高温の湯（例えば約９０℃の湯）とすることができる。したがって、貯湯タンク１内に高温の湯を貯湯することが可能である。
【００７９】
また、第１信号Ｓ１の第１レベルＬ１は、循環ポンプ５０の作動により循環回路２０に水が流通する出力レベルであり、第２信号Ｓ２の第２レベルＬ２は、循環ポンプ５０が作動しても水圧等により循環回路２０の水が停止する出力レベルまで低下することができる。第１信号Ｓ１および第２信号Ｓ２を交互に連続して出力すれば、循環回路２０内の水は断続的に流通するが、循環ポンプ５０が停止することはないので、循環ポンプ５０の消費電力を抑制しつつ、循環回路２０の流量を、極めて小さな流量に調節することが可能である。
【００８０】
なお、極めて小さな流量に調節する必要がなければ、第１レベルＬ１および第２レベルＬ２を、ともに循環ポンプ５０の作動により循環回路２０に水が流通する出力レベルで制御するものであってもよい。
【００８１】
（他の実施形態）
上記第１の実施形態では、第１信号Ｓ１の出力時間Ｔ１と第２信号Ｓ２の出力時間Ｔ２とを変化させ、出力時間Ｔ１と出力時間Ｔ２との比を変化させるものであったが、出力時間Ｔ１および出力時間Ｔ２のいずれかのみを変化させて出力時間Ｔ１と出力時間Ｔ２との比を変化させるものであってもよい。
【００８２】
また、上記第２の実施形態では、第１信号Ｓ１の出力時間Ｔ１と第２信号Ｓ２の出力時間Ｔ２とを固定し、第１レベルＬ１および第２レベルＬ２のいずれかを変化させるものであったが、第１レベルＬ１および第２レベルＬ２を同時に変化するものであってもよい。また、出力時間Ｔ１、Ｔ２いずれかもしくは両方を変化させるものであってもよい。
【００８３】
第１信号Ｓ１の第１レベルＬ１、出力時間Ｔ１、および第２信号Ｓ２の第２レベルＬ２、出力時間Ｔ２の変化を適宜組み合わせて循環回路２０の流量を調節するものであればよい。第１信号Ｓ１および第２信号Ｓ２を交互に連続出力するとともに、第１信号Ｓ１の第１レベルＬ１が、循環ポンプ５０の作動により循環回路２０に水が流通する出力レベルであれば、循環ポンプ５０の消費電力を抑制しつつ、循環回路２０の流量を調節することができる。
【００８４】
例えば、循環ポンプ５０の作動により循環回路２０に水が流通する第１レベルＬ１の第１信号Ｓ１と、循環ポンプ５０が作動しても循環回路２０の水が停止する第２レベルＬ２の第２信号とを交互に連続して出力し、第１信号Ｓ１の出力時間Ｔ１と第２信号Ｓ２との出力時間Ｔ２とを比を変えずにそれぞれ変化させるものであってもよい。
【００８５】
これにより、図９（ａ）の区間Ｄ３に示すように、循環ポンプ５０の出力が変動するように作動させることができる。これにより、図９（ｂ）に示すように、検出温度が目標温度に一致するまで循環回路２０の流量を徐々に低下させることができる。出力時間Ｔ１およびＴ２の比が一定であっても、出力時間Ｔ１およびＴ２を変化することで、循環回路２０内の水の流通から停止、および停止から流通への過渡状態の出現頻度の変化によって、流量を変化させることが可能である。
【００８６】
上記例においても、循環回路２０内の水は断続的に流通するが、循環ポンプ５０が停止することはないので、循環ポンプ５０の消費電力を抑制しつつ、循環回路２０の流量を、極めて小さな流量に調節することが可能である。
【００８７】
また、上記一実施形態では、ヒートポンプ装置２の冷媒は二酸化炭素であったが、これに限定されるものではない。所謂フロン等の他の冷媒であってもよい。
【００８８】
また、上記各実施形態では、循環回路２０を流通する水の加熱手段は、ヒートポンプ装置２であったが、例えば電熱装置等の他の加熱手段であってもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施形態における貯湯式給湯装置の概略構成を示す模式図である。
【図２】制御装置１００の沸き上げ運転制御の概略制御動作を示すフローチャートである。
【図３】（ａ）、（ｂ）、（ｃ）はともに、第１の実施形態における、図２のステップＳ１７０の制御装置１００の制御信号出力例を示すグラフである。
【図４】循環ポンプ５０のトルク特性を示すグラフである。
【図５】循環回路２０の流量に対する圧力損失特性を示すグラフである。
【図６】第１の実施形態における、沸き上げ運転制御による作動例を示すグラフであり、（ａ）は、循環ポンプ５０の出力（回転）状態を示すグラフ、（ｂ）は、（ａ）に対応する循環回路２０の流量を示すグラフである。
【図７】（ａ）、（ｂ）はともに、第２の実施形態における、図２のステップＳ１７０の制御装置１００の制御信号出力例を示すグラフである。
【図８】第２の実施形態における、沸き上げ運転制御による作動例を示すグラフであり、（ａ）は、循環ポンプ５０の出力（回転）状態を示すグラフ、（ｂ）は、（ａ）に対応する循環回路２０の流量を示すグラフである。
【図９】他の実施形態における、沸き上げ運転制御による作動例を示すグラフであり、（ａ）は、循環ポンプ５０の出力（回転）状態を示すグラフ、（ｂ）は、（ａ）に対応する循環回路２０の流量を示すグラフである。
【符号の説明】
１  貯湯タンク
２  ヒートポンプ装置（加熱手段）
２０  循環回路
２２  給湯用熱交換器
５０  循環ポンプ（循環手段）
５１  温度センサ（湯温検出手段）
１００  制御装置（制御手段）
Ｌ１  第１レベル
Ｌ２  第２レベル
Ｓ１  第１信号
Ｓ２  第２信号
Ｔ１、Ｔ２  出力時間
【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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