(57)【要約】【課題】本発明は、貯湯式の多機能給湯機に関するもので、暖房時の給湯性能の向上をはかった給湯機を提供することを目的とする。【解決手段】加熱手段１１と、前記加熱手段１１で加熱した温水を貯湯する貯湯槽４と、前記貯湯槽４の温水を熱源とする放熱手段１７と、放熱手段１７における放熱量よりも加熱手段１１における加熱量を大きくなるように制御する制御手段２８とを設けているので、放熱手段１７における放熱量よりも加熱手段１１における加熱量を大きくなるように制御するため、長時間の暖房が続いた場合でも湯切れの起こることを少なくすることができる給湯機。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
加熱手段と、前記加熱手段で加熱した温水を貯湯する貯湯槽と、前記貯湯槽の温水を熱源とする放熱手段と、前記放熱手段における放熱量よりも前記加熱手段における加熱量を大きくなるように制御する制御手段とを備えた給湯機。
【請求項２】
加熱量を検出する加熱能力検出手段として、加熱手段の入口と出口の水温を検出する加熱用入口水温検出手段および加熱用出口水温検出手段と、前記加熱手段を流れる水の流量を検出する加熱用流量検出手段とを設けた請求項１記載の給湯機。
【請求項３】
放熱量を検出する放熱能力検出手段として、貯湯槽の温水と放熱手段の熱媒体とが熱交換する熱交換器の熱源側入口と出口に設けた熱源側入口水温検出手段と熱源側出口水温検出手段と、前記熱交換器の熱源側水回路を循環する温水の循環量を検出する熱源側流量検出手段とを設けた請求項１または２記載の給湯機。
【請求項４】
放熱量を検出する放熱能力検出手段として、貯湯槽の温水と放熱手段の熱媒体とが熱交換する熱交換器の利用側入口と出口に設けた利用側入口温度検出手段と利用側出口温度検出手段と、前記熱交換器の利用側回路を循環する熱媒体の循環量を検出する利用側流量検出手段とを設けた請求項１または２記載の給湯機。
【請求項５】
加熱手段をヒートポンプとする請求項１〜４のいずれか１項に記載の給湯機。
【請求項６】
圧縮機の能力を制御することにって、加熱量の制御を行う制御手段を備えた請求項５記載の給湯機。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は貯湯式の給湯機に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、この種の貯湯式の給湯機は特許文献１に示すものがある。以下、その構成について図４を参照しながら説明する。図４に示すように、加熱手段としてのヒートポンプユニットは、圧縮機１、給湯用冷媒対水熱交換器２、大気熱交換器３などが順次接続されて構成される。そして、貯湯槽４から循環ポンプ５で送られてきた水は前記給湯用冷媒対水熱交換器２で冷媒熱により加熱されて貯湯槽４の上から貯湯される（給湯加熱運転）。さらに、放熱手段側循環ポンプ６によって送られてきた浴槽７の湯と、貯湯側循環ポンプ８によって送られてきた貯湯槽４の上部の湯とが、放熱手段用熱交換器９で熱交換して風呂追い焚きするものである。ところで、この図４の場合は風呂追い焚きをする場合であるが、貯湯槽４の温水を熱源として暖房（例えば床暖房）を行う場合には、図５に示すような構成が考えられる。つまり、図４の浴槽７の代わりに暖房手段１０を接続した構成である。
【０００３】
【特許文献１】
特開２００２−２４３２７４号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
給湯負荷はある程度予測できるので貯湯式の給湯機でも湯切れすることは少なし、逆に、予測される給湯負荷（家族の人数など）に対して、給湯能力が満足するように貯湯槽の大きさを選択して設置することが一般的である。一方、暖房負荷はその予測が難しい。一日のうち何時間使用されるかわからないが、機器としては最大の暖房負荷に対しても満足する必要がある。しかしながら、上記のような構成では、例えば、朝早くから暖房が続いたときで、最大の給湯負荷である浴槽７への湯張りがあると貯湯槽４に貯湯された熱量が不足して、湯切れする場合がある。これを防ぐために、浴槽７への湯張りが開始されてから、上記給湯加熱運転を行っても給湯負荷に対して、給湯加熱能力が追いつかず、結局湯切れを起こす場合があるという課題を有している。湯切れを起こさない方法として、貯湯槽４の大きさを最大暖房負荷に合わせて大きくしても良いが、貯湯槽４の大きさがあまりにも大きくなりすぎ、広い設置スペースが必要であったり、機器コストが高くなるという課題を有している。
【０００５】
本発明は上記課題を解決するもので、長時間の暖房が続いた場合でも湯切れが少ない給湯機を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
前記従来の課題を解決するために、本発明の多機能給湯機は、加熱手段と、前記加熱手段で加熱した温水を貯湯する貯湯槽と、前記貯湯槽の温水を熱源とする放熱手段と、放熱手段における放熱量よりも加熱手段における加熱量を大きくなるように制御する制御手段とを具備したものである。
【０００７】
これによって、放熱手段からの放熱が長く続いた場合（例えば長時間の暖房が続いた場合）でも湯切れの起こることを少なくすることができる。
【０００８】
【発明の実施の形態】
本発明は各請求項に記載の形態で実施できるものであり、請求項１記載の発明は、加熱手段と、前記加熱手段で加熱した温水を貯湯する貯湯槽と、前記貯湯槽の温水を熱源とする放熱手段と、放熱手段における放熱量よりも加熱手段における加熱量を大きくなるように制御するため、長時間の暖房が続いた場合でも湯切れの起こることを少なくすることができる。
【０００９】
請求項２記載の発明は、加熱量を検出する加熱能力検出手段として、加熱手段の入口と出口の水温を検出する加熱用入口水温検出手段および加熱用出口水温検出手段と、前記加熱手段を流れる水の流量を検出する加熱用流量検出手段とを具備しているため、加熱量を正確に把握することができ、長時間の暖房が続いた場合でも湯切れの起こることを少なくすることができる。
【００１０】
請求項３記載の発明は、放熱量を検出する放熱能力検出手段として、貯湯槽の温水と放熱手段の熱媒体とが熱交換する熱交換器の熱源側入口と出口に設けた熱源側入口水温検出手段と熱源側出口水温検出手段と、前記熱交換器の熱源側水回路を循環する温水の循環量を検出する熱源側流量検出手段とを具備しているため、放熱量を正確に把握することができ、長時間の暖房が続いた場合でも湯切れの起こることを少なくすることができる。
【００１１】
請求項４記載の発明は、放熱量を検出する放熱能力検出手段として、貯湯槽の温水と放熱手段の熱媒体とが熱交換する熱交換器の利用側入口と出口に設けた利用側入口温度検出手段と利用側出口温度検出手段と、前記熱交換器の利用側回路を循環する熱媒体の循環量を検出する利用側流量検出手段とを具備しているため、放熱量を正確に把握することができ、長時間の暖房が続いた場合でも湯切れの起こることを少なくすることができる。
【００１２】
請求項５記載の発明は、前述の構成に加え、加熱手段をヒートポンプとすることによって、高能力省エネルギー化をはかる。
【００１３】
請求項６記載の発明は、圧縮機の能力を制御することによって加熱量の制御を行うため、暖房負荷に対して加熱量を制御するので、長時間の暖房が続いた場合でも湯切れの起こることを少なくすることができる。
【００１４】
【実施例】
以下、本発明の実施例について図面を用いて説明する。図１は本発明の多機能給湯機の構成図、図２は同多機能給湯機の第１の他の実施例における構成図、図３は同多機能給湯機の第２の他の実施例の構成図である。
【００１５】
図１において、１１は加熱手段であり、圧縮機１、放熱器１２、減圧装置１３、大気熱を吸熱する大気熱交換器３からなるヒートポンプサイクルを構成したヒートポンプ熱源である。そして、高圧側の冷媒圧力が臨界圧力以上となる二酸化炭素を冷媒とする。４は貯湯槽であり、下部から給水管４ａを通って給水し、上部の出湯管４ｂから端末へ出湯する。５は循環ポンプ、１４は給湯熱交換器であり、放熱器１２と熱交換関係を有して、放熱器１２を流れる冷媒と給湯熱交換器１４を流れる水を対向流で熱交換する構成である。そして、貯湯槽４の下部から循環ポンプ５，給湯熱交換器１４，貯湯槽４の上部を順次接続する給湯回路を構成する。１５は加熱用出口水温検出手段であり、ヒートポンプ熱源で加熱する湯温を検出するため給湯熱交換器１４の出口に設けられている。１６は湯水制御手段であり、給湯熱交換器１４の出口湯水が所定温度にとなるように循環ポンプ５の回転数を制御して給湯回路の循環流量を制御する。１７は放熱手段となる、例えば床暖房機であり、貯湯槽４の上部の温水が循環して暖房する。つまり、放熱用ポンプ１８によって送られてきた放熱手段１７の熱媒体と、貯湯水ポンプ１９によって送られてきた貯湯槽４の上部の湯とが、熱交換器２０で熱交換して暖房するものである。つまり、本発明の構成は、給湯機能と暖房機能（例えば床暖房）を備えた多機能の給湯機である。
【００１６】
また、本実施例では加熱量を検出する加熱能力検出手段２１として、給湯熱交換器１４の入口と出口に設けた加熱用入口水温検出手段２２と加熱用出口水温検出手段１５と給湯熱交換器１４を循環する水の循環量を検出する加熱用流量検出手段２３とを備えている。また、放熱量を検出する放熱能力検出手段２４として、貯湯槽４の温水と放熱手段１７の熱媒体とが熱交換する熱交換器２０の熱源側入口と出口に設けた熱源側入口水温検出手段２５と熱源側出口水温検出手段２６と熱交換器２０の熱源側を循環する温水の循環量を検出する熱源側流量検出手段２７とを備えている。さらに制御手段２８は周波数制御手段２９によって、圧縮機１の回転数を所定回転数に設定することによって能力を制御する。
【００１７】
以上のように構成された多機能給湯機について、以下にその動作、作用を説明する。図１において、ヒートポンプ熱源で大気熱を利用して給湯運転する場合について説明する。圧縮機１から吐出する臨界圧力以上の高温高圧の冷媒が放熱器１２に流入し、ここで貯湯槽４の下部から送られてきた水と給湯熱交換器１４を介して熱交換する。そして、放熱器１２に流入する高温冷媒で給湯熱交換器１４の出口湯水が所定温度となるように循環ポンプ５の回転数を制御し、所定の温度の湯が貯湯槽４の上部から流入し貯湯される。
【００１８】
次に、放熱手段１７を使用する場合（例えば床暖房）について説明する。放熱手段１７で放熱し中低温になり放熱用ポンプ１８によって送られてきた熱媒体は、貯湯水ポンプ１９によって送られてきた貯湯槽４の上部の高温の湯と、熱交換器２０で熱交換して放熱手段１７に戻る。一方、貯湯水ポンプ１９によって送られてきた貯湯槽４の上部の高温の湯は中温となって貯湯槽４に戻る。なお、放熱手段１７を循環する熱媒体としては不凍液や水がある。
【００１９】
放熱手段１７を使用中に貯湯槽４の保有熱量が少なくなったときには上記給湯運転を行う。この場合、制御手段２８は放熱能力検出手段２４である熱源側入口水温検出手段２５と熱源側出口水温検出手段２６から得た温度差と熱源側流量検出手段２７から得た水の循環量から放熱量を計算する。さらに、制御手段２８は加熱能力検出手段２１である加熱用入口水温検出手段２２と加熱用出口水温検出手段１５から得た温度差と加熱用流量検出手段２３から得た水の循環量から加熱量を計算する。そして、計算で求めた前記放熱量よりも前記加熱量が小さければ制御手段２８は周波数制御手段２９に対して、圧縮機１の能力が大きくなるように制御する。
【００２０】
上記のように、放熱手段１７における放熱量よりも加熱手段１１における加熱量を大きくなるように制御するため、長時間の暖房が続いた場合でも湯切れの起こることを少なくすることができる。
【００２１】
また、本実施例では、放熱量を検出する放熱能力検出手段２４として、貯湯槽４の温水と放熱手段１７の熱媒体とが熱交換する熱交換器２０の熱源側入口と出口に設けた熱源側入口水温検出手段２５と熱源側出口水温検出手段２６と熱交換器２０の熱源側を循環する温水の循環量を検出する熱源側流量検出手段２７とから構成しているが、図２に示すように、放熱量を検出する放熱能力検出手段２４として、貯湯槽４の温水と放熱手段１７の熱媒体とが熱交換する熱交換器２０の利用側入口と出口に設けた利用側入口温度検出手段３０と利用側出口温度検出手段３１と熱交換器２０の利用側を循環する熱媒体の循環量を検出する利用側流量検出手段３２とから構成して、利用側入口温度検出手段３０と利用側出口温度検出手段３１から得た温度差と利用側流量検出手段３２から得た熱媒体の循環量から放熱量を計算しても、前述と同様の作用、効果が得られる。
【００２２】
さらに、前述の図１および図２のように、直接加熱能力検出手段２１や放熱能力検出手段２４で加熱量と放熱量を求めなくても、運転状態に対する加熱量や放熱量を予め求めておいて、加熱能力記憶手段３３と放熱能力記憶手段３４に記憶させておけば、間接的な運転状態から加熱量や放熱量が推定できる。例えば、図３に示すように、外気温度を検出する外気温度検出手段３５と加熱用入口水温検出手段２２と加熱用出口水温検出手段１５と圧縮機１の回転数とから加熱量が推定できるので、この関係を加熱能力記憶手段３３に記憶させる。また、熱源側入口水温検出手段２５と利用側入口温度検出手段３０と貯湯水ポンプ１９の出力などから放熱量が推定できるので、この関係を放熱能力記憶手段３４に記憶させる。そして、放熱手段１７を使用中に貯湯槽４の保有熱量が少なくなったときの給湯運転を行う場合に、加熱能力記憶手段３３と放熱能力記憶手段３４とから求めた加熱量と放熱量を用いても、前述と同様の作用、効果が得られる。
【００２３】
また、本実施例では放熱手段１７を床暖房に使用する場合について説明したが、放熱手段を風呂追い焚きに使用しても良い。この場合、長時間の風呂追い焚きが続いた場合でも湯切れが起こることがないという効果がある。
【００２４】
【発明の効果】
以上のように、本発明によれば、放熱手段における放熱量よりも加熱手段における加熱量を大きくなるように制御するため、放熱手段からの放熱が長く続いた場合（例えば長時間の暖房が続いた場合）でも湯切れの起こることを少なくすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の多機能給湯機の構成図
【図２】同、多機能給湯機における第１の他の実施例を示す構成図
【図３】同、多機能給湯機における第２の他の実施例を示す構成図
【図４】従来例における多機能給湯機の構成図
【図５】従来例における第２の多機能給湯機の構成図
【符号の説明】
４  貯湯槽
１１  加熱手段
１７  放熱手段
２８  制御手段
【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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