(57)【要約】【課題】暖房出力を調節する温度調節手段に応じて１次側温水回路および２次側温水回路の流量を制御する流量制御手段を設けることで、熱源装置の沸き上げ運転効率の低下を防止することが可能とする多機能給湯装置を実現する。【解決手段】床暖制御装置２３は、設定温度および床暖温度センサ５２より検出される暖房温度に基づいて熱動弁５３を開閉させる開閉信号が出力されるとともに、流量制御装置２２は、床暖制御装置２３からの開閉信号に応じて１次側温水回路３０内を循環する貯湯槽１２内の湯の流量を調節するように制御した。これにより、沸き上げ運転効率の低下を防止できる。【選択図】        図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ヒートポンプサイクルからなる熱源装置（１１）によって加熱される給湯用の湯を内部に貯える貯湯槽（１２）と、
前記貯湯槽（１２）内の湯を一次側に流通させて２次側流体と熱交換する熱交換手段（３１）を有し、前記貯湯槽（１２）内の湯を前記熱交換手段（３１）に循環する１次側温水回路（３０）と、
前記２次側流体を流通させて暖房の用途に供する暖房器（５０、６０）を有し、前記熱交換手段（３１）内の前記２次側流体を前記暖房器（５０、６０）に循環する２次側温水回路（４０）と、
前記１次側温水回路（３０）および前記２次側温水回路（４０）に循環する前記貯湯槽（１２）内の湯および前記２次側流体の流量を制御する流量制御手段（２２）とを備える多機能給湯装置において、
前記暖房器（５０、６０）には、暖房出力を調節する温度調節手段（５３、６３）と、使用者が設定する設定温度および暖房温度を検出する暖房温度検出手段（５２、６２）からの温度情報に基づいて前記温度調節手段（５３、６３）を制御する温度制御手段（２３、２５）とが設けられ、前記流量制御手段（２２）は、前記暖房器（５０、６０）を運転させたときに、前記温度制御手段（２３、２５）によって制御される前記温度調節手段（５３、６３）の暖房出力に応じて前記１次側温水回路（３０）内を循環する前記貯湯槽（１２）内の湯の流量を制御したことを特徴とする多機能給湯装置。
【請求項２】
前記温度調節手段（５３、６３）は、前記暖房器（５０、６０）に流通する前記２次側媒体の流量を調節して暖房出力を調節する熱動弁（５３、６３）であって、前記流量制御手段（２２）は、前記熱動弁（５３、６３）が閉弁のときに、前記１次側温水回路（３０）内を循環する前記貯湯槽（１２）内の湯の流通を停止するように制御したことを特徴とする請求項１に記載の多機能給湯装置。
【請求項３】
前記温度制御手段（２３、２５）は、前記設定温度および前記暖房温度検出手段（５２、６２）より検出される暖房温度に基づいて前記熱動弁（５３、６３）を開閉させる開閉信号が出力されるとともに、前記流量制御手段（２２）は、前記温度制御手段（２３、２５）からの前記開閉信号に応じて前記１次側温水回路（３０）内を循環する前記貯湯槽（１２）内の湯の流量を調節するように制御したことを特徴とする請求項２に記載の多機能給湯装置。
【請求項４】
前記２次側温水回路（４０）には、前記２次側温水回路（４０）内を循環する前記２次側流体の流量を検出する流量検出手段（４６）が設けられ、前記流量制御手段（２２）は、前記流量検出手段（４６）により検出された流量に応じて前記１次側温水回路（３０）内を循環する前記貯湯槽（１２）内の湯の流量を調節するように制御したことを特徴とする請求項２に記載の多機能給湯装置。
【請求項５】
前記２次側温水回路（４０）には、電動部が直流駆動からなり前記２次側流体を送水する第２送水手段（４２）が設けられ、前記流量制御手段（２２）は、前記第２送水手段（４２）の電流値に応じて前記１次側温水回路（３０）内を循環する前記貯湯槽（１２）内の湯の流量を調節するように制御したことを特徴とする請求項２に記載の多機能給湯装置。
【請求項６】
前記２次側温水回路（４０）には、前記暖房器（５０、６０）からの戻り温度を検出する第２水温検出手段（４５）が設けられ、前記流量制御手段（２２）は、前記第２水温検出手段（４５）の戻り温度に応じて前記１次側温水回路（３０）内を循環する前記貯湯槽（１２）内の湯の流量を調節するように制御したことを特徴とする請求項２に記載の多機能給湯装置。
【請求項７】
前記２次側温水回路（４０）には、前記暖房器（５０、６０）への往き温度を検出する第１水温検出手段（４１）が設けられ、前記流量制御手段（２２）は、前記第２水温検出手段（４５）の戻り温度と前記第１水温検出手段（４１）の往き温度との温度差が所定値以下のときに、前記１次側温水回路（３０）内を循環する前記貯湯槽（１２）内の湯の流通を停止するように制御したことを特徴とする請求項６に記載の多機能給湯装置。
【請求項８】
前記２次側温水回路（４０）には、前記暖房器（５０、６０）への往き温度を検出する第１水温検出手段（４１）が設けられ、前記流量制御手段（２２）は、前記第１水温検出手段（４１）の往き温度に応じて前記１次側温水回路（３０）内を循環する前記貯湯槽（１２）内の湯の流量を調節するように制御したことを特徴とする請求項２に記載の多機能給湯装置。
【請求項９】
前記２次側温水回路（４０）には、前記熱交換手段（３１）の前後の水温を検出する第１、第２水温検出手段（４１、４５）と、前記１次側温水回路（４０）には、前記第１、第２水温検出手段（４１、４５）により検出された前記熱交換手段（３１）の前後の水温に応じてフィードバック制御によって流量を制御する第１送水手段（３２）とが設けられ、前記流量制御手段（２２）は、前記フィードバック制御に応じて前記１次側温水回路（３０）内を循環する前記貯湯槽（１２）内の湯の流量を調節するように制御したことを特徴とする請求項２に記載の多機能給湯装置。
【請求項１０】
前記流量制御手段（２２）は、前記熱動弁（５３、６３）が閉弁のときに、前記２次側温水回路（４０）内を循環する前記２次側流体の流通を停止するように制御したことを特徴とする請求項２ないし請求項９のいずれか一つに記載の多機能給湯装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、給湯用の湯を貯える貯湯槽内の熱源を利用して給湯の他に暖房の用途に供する暖房器を有する多機能給湯装置に関するものであって、特に暖房器の運転のときに１次側温水回路内に貯湯槽内の湯を循環させる流量制御に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、この種の多機能給湯装置として、例えば、図１１に示すように、給湯器やヒートポンプなどの熱源装置１００により加熱された給湯用の湯を貯える貯湯槽１１０を有する給湯装置において、その貯湯槽１１０内に貯えられた高温の湯を湯水混合弁１２０が設けられた給湯配管１３０に出湯させ、水道水と混合させて給湯または風呂へのお湯張りを行なうとともに、貯湯槽１１０内の高温の湯を熱源として、この熱量を利用して床暖房や浴室暖房器、浴室乾燥器などの暖房器１４０に流通させて暖房の用途に供するものが知られている。
【０００３】
この装置は、貯湯槽１１０内の高温の湯を一次側に流通させて２次側流体と熱交換する水−水熱交換器などの熱交換手段１５０および貯湯槽１１０内の高温の湯を熱交換手段１５０に循環する第１循環ポンプ１６０を有する１次側温水回路１７０と、２次側流体を流通させて暖房の用途に供する暖房器１４０および２次側流体を暖房器１４０に循環する第２循環ポンプ１８０とを有する２次側温水回路１９０とで構成されている。
【０００４】
そして、２次側温水回路１９０の暖房器１４０を運転させたときに、第１循環ポンプ１６０および第２循環ポンプ１８０が作動されるように制御させて、貯湯槽１１０内の高温の湯を熱源として、この熱量を２次側流体に熱交換させ暖房器１４０より放熱させて暖房するように構成されている。
【０００５】
また、暖房器１４０の下流側には、図示しない暖房温度に基づいて開閉される熱動弁などの温度調節手段１４０ａが設けられ、この温度調節手段１４０ａにより暖房器１４０に流通する２次側流体の流量を調節して暖房出力を調整するように構成されている。
【０００６】
以上の構成の給湯装置は、上記暖房器１４０の放熱により１次側温水回路１７０の貯湯槽１１０内に戻る湯の熱量が低下してくる。熱源装置１００は、この熱量の低下を貯湯槽１１０内の湯温を検出し、貯湯槽１１０内の湯が所定の湯温を維持するように熱源装置１００の沸き上げ運転を行なっている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
上記構成の熱動弁などの温度調節手段１４０ａによれば、この種の暖房器１４０のうち、例えば、床暖房パネルなどに２次側流体を流通させて暖房運転を行なったときに、床暖房パネルの暖房温度が設定温度に達したときには、一般的に、温度調節手段１４０ａを閉弁させるように制御した後に、温度調節手段１４０ａ閉弁を検知した後に第１循環ポンプ１６０を停止させるように制御している。
【０００８】
しかしながら、上記のような制御によれば、暖房温度が設定温度に達したときから、第１循環ポンプ１６０を停止させるまでの時間的な遅れが発生してしまう。これは、１次側温水回路１７０内において、高温の湯が貯湯槽１１０内に戻されることで、貯湯槽１１０内の湯が攪拌されるとともに、熱源装置１００が沸き上げ運転のときに吸入する貯湯槽内の最下部の湯温が高められる問題がある。従って、熱源装置１００として、例えば、ヒートポンプサイクルから構成される熱源装置を用いると、吸水温度により沸き上げ運転効率が低下してしまう問題がある。
【０００９】
そこで、本発明の目的は、上記点に鑑みてなされたものであり、暖房出力を調節する温度調節手段に応じて１次側温水回路および２次側温水回路の流量を制御する流量制御手段を設けることで、熱源装置の沸き上げ運転効率の低下を防止することが可能とする多機能給湯装置を提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記、目的を達成するために、請求項１ないし請求項１０に記載の技術的手段を採用する。すなわち、請求項１に記載の発明では、ヒートポンプサイクルからなる熱源装置（１１）によって加熱される給湯用の湯を内部に貯える貯湯槽（１２）と、この貯湯槽（１２）内の湯を一次側に流通させて２次側流体と熱交換する熱交換手段（３１）を有し、貯湯槽（１２）内の湯を熱交換手段（３１）に循環する１次側温水回路（３０）と、２次側流体を流通させて暖房の用途に供する暖房器（５０、６０）を有し、熱交換手段（３１）内の２次側流体を暖房器（５０、６０）に循環する２次側温水回路（４０）と、１次側温水回路（３０）および２次側温水回路（４０）に循環する貯湯槽（１２）内の湯および２次側流体の流量を制御する流量制御手段（２２）とを備える多機能給湯装置において、
暖房器（５０、６０）には、暖房出力を調節する温度調節手段（５３、６３）と、使用者が設定する設定温度および暖房温度を検出する暖房温度検出手段（５２、６２）からの温度情報に基づいて温度調節手段（５３、６３）を制御する温度制御手段（２３、２５）とが設けられ、流量制御手段（２２）は、暖房器（５０、６０）を運転させたときに、温度制御手段（２３、２５）によって制御される温度調節手段（５３）の暖房出力に応じて１次側温水回路（３０）内を循環する貯湯槽（１２）内の湯の流量を制御したことを特徴としている。
【００１１】
請求項１に記載の発明によれば、一般的に、この種の貯湯槽（１２）内の湯や水は温度の異なる水の比重差により高温の湯ほど最上部に低温の水ほど最下部に貯えられているが、暖房器（５０、６０）を運転させたときには、上部の高温の湯が１次側温水回路（３０）内に流通し、貯湯槽（１２）内下部に戻すように循環されるため貯湯槽（１２）内の湯が攪拌されてしまう。
【００１２】
しかも、暖房器（５０、６０）の放熱が少ないときには戻り温度が低下せずに上部の高めの湯が戻ってくるため貯湯槽（１２）内の最下部の湯温が給湯したときに比べ高めとなってしまう。これは、沸き上げ運転のときに、貯湯槽（１２）内最下部の水を吸い込む熱源装置（１１）にとっては沸き上げ運転の効率が低下する問題がある。
【００１３】
そこで、本発明では、温度調節手段（５３、６３）の暖房出力に応じて１次側温水回路（３０）内を循環する貯湯槽（１２）内の湯の流量を制御したことにより、例えば、暖房温度が設定温度を達して温度調節手段（５３）が停止したときに、素早く１次側温水回路（３０）内を循環する流量を停止させることで、貯湯槽（１２）内の湯の攪拌を最小限にするとともに戻り温度が高くなる状態を最小にすることができる。これにより、熱源装置（１１）の沸き上げ運転の効率低下を防止することができる。
【００１４】
請求項２に記載の発明では、温度調節手段（５３、６３）は、暖房器（５０、６０）に流通する２次側媒体の流量を調節して暖房出力を調節する熱動弁（５３、６３）であって、流量制御手段（２２）は、熱動弁（５３、６３）が閉弁のときに、１次側温水回路（３０）内を循環する貯湯槽（１２）内の湯の流通を停止するように制御したことを特徴としている。
【００１５】
請求項２に記載の発明によれば、具体的には、暖房出力を調節する熱動弁（５３、６３）が閉弁のとき、つまり、暖房温度が設定温度に達したときに、１次側温水回路（３０）内の循環を停止するように制御したことにより、請求項１と同様に貯湯槽（１２）内の湯の攪拌を最小限にするとともに戻り温度が高くなる状態を最小にすることができる。
【００１６】
請求項３に記載の発明では、温度制御手段（２３、２５）は、設定温度および暖房温度検出手段（５２、６２）より検出される暖房温度に基づいて熱動弁（５３、６３）を開閉させる開閉信号が出力されるとともに、流量制御手段（２２）は、温度制御手段（２３、２５）からの開閉信号に応じて１次側温水回路（３０）内を循環する貯湯槽（１２）内の湯の流量を調節するように制御したことを特徴としている。
【００１７】
請求項３に記載の発明によれば、熱動弁（５３、６３）を開閉させる開閉信号に応じて１次側温水回路（３０）内を循環する流量調節するように制御したことにより、例えば、熱動弁（５３、６３）の閉弁とほぼ同時に、１次側温水回路（３０）内の循環を停止させることができる。しかも、暖房器（５０、６０）を必要とするときのみ１次側温水回路（３０）内を循環させることが容易にできる。また、熱動弁（５３、６３）を制御する開閉信号を入力させるのみで１次側温水回路（３０）内の流量を制御できる。これにより、新たな別部品を必要とせず簡素で、かつ低コストの構成で対応できる。
【００１８】
請求項４に記載の発明では、２次側温水回路（４０）には、２次側温水回路（４０）内を循環する２次側流体の流量を検出する流量検出手段（４６）が設けられ、流量制御手段（２２）は、流量検出手段（４６）により検出された流量に応じて１次側温水回路（３０）内を循環する貯湯槽（１２）内の湯の流量を調節するように制御したことを特徴としている。
【００１９】
請求項４に記載の発明によれば、流量検出手段（４６）として、例えば、フローメータやフロースイッチなどを設けて、熱動弁（５３、６３）の開閉状態を検出し、これに応じて１次側温水回路（３０）内の流量を調節するように制御したことより、熱動弁（５３、６３）の開閉状態が的確に検出できることで、請求項３と同様に暖房器（５０、６０）を必要とするときのみ１次側温水回路（３０）内を循環させることが容易にできる。
【００２０】
請求項５に記載の発明では、２次側温水回路（４０）には、電動部が直流駆動からなり２次側流体を送水する第２送水手段（４２）が設けられ、流量制御手段（２２）は、第２送水手段（４２）の電流値に応じて１次側温水回路（３０）内を循環する貯湯槽（１２）内の湯の流量を調節するように制御したことを特徴としている。
【００２１】
請求項５に記載の発明によれば、熱動弁（５３、６３）の開閉状態を検出するために、流量検出手段（４５）の他に、例えば、ＤＣモータからなる第２送水手段（４２）を設け、この第２送水手段（４２）の電流値によっても熱動弁（５３、６３）の開閉状態が的確に検出できる。これにより、請求項４と同じ効果を奏する。
【００２２】
請求項６に記載の発明では、２次側温水回路（４０）には、暖房器（５０、６０）からの戻り温度を検出する第２水温検出手段（４５）が設けられ、流量制御手段（２２）は、第２水温検出手段（４５）の戻り温度に応じて１次側温水回路（３０）内を循環する貯湯槽（１２）内の湯の流量を調節するように制御したことを特徴としている。
【００２３】
請求項６に記載の発明によれば、また、第２水温検出手段（４５）を設け、この第２水温検出手段（４５）により検出された戻り温度によっても熱動弁（５３、６３）の開閉状態が的確に検出できる。これにより、請求項４と同じ効果を奏する。
【００２４】
請求項７に記載の発明では、２次側温水回路（４０）には、暖房器（５０、６０）への往き温度を検出する第１水温検出手段（４１）が設けられ、流量制御手段（２２）は、第２水温検出手段（４５）の戻り温度と第１水温検出手段（４１）の往き温度との温度差が所定値以下のときに、１次側温水回路（３０）内を循環する貯湯槽（１２）内の湯の流通を停止するように制御したことを特徴としている。
【００２５】
請求項７に記載の発明によれば、請求項６の第２水温検出手段（４５）に加え、さらに、第１水温検出手段（４１）を設け、戻り温度と往き温度との温度差によって熱動弁（５３、６３）の閉弁状態が的確に検出できる。これにより、請求項１および請求項２と同じ効果を奏する。
【００２６】
請求項８に記載の発明では、２次側温水回路（４０）には、暖房器（５０、６０）への往き温度を検出する第１水温検出手段（４１）が設けられ、流量制御手段（２２）は、第１水温検出手段（４１）の往き温度に応じて１次側温水回路（３０）内を循環する貯湯槽（１２）内の湯の流量を調節するように制御したことを特徴としている。
【００２７】
請求項８に記載の発明によれば、請求項６と同様に、第１水温検出手段（４１）を設け、この第１水温検出手段（４１）により検出された往き温度によっても熱動弁（５３、６３）の開閉状態が的確に検出できる。これにより、請求項４と同じ効果を奏する。
【００２８】
請求項９に記載の発明では、２次側温水回路（４０）には、熱交換手段（３１）の前後の水温を検出する第１、第２水温検出手段（４１、４５）と、１次側温水回路（４０）には、第１、第２水温検出手段（４１、４５）により検出された熱交換手段（３１）の前後の水温に応じてフィードバック制御によって流量を制御する第１送水手段（３２）とが設けられ、流量制御手段（２２）は、フィードバック制御に応じて１次側温水回路（３０）内を循環する貯湯槽（１２）内の湯の流量を調節するように制御したことを特徴としている。
【００２９】
請求項９に記載の発明によれば、２次側温水回路（４０）の放熱に応じてフィードバック制御により１次側温水回路（３０）の流量を制御する第１送水手段（３２）を設けたときには、このフィードバック制御によっても熱動弁（５３、６３）の開閉状態が的確に検出できる。これにより、請求項４と同じ効果を奏する。
【００３０】
請求項１０に記載の発明では、流量制御手段（２２）は、熱動弁（５３、６３）が閉弁のときに、２次側温水回路（４０）内を循環する２次側流体の流通を停止するように制御したことを特徴としている。
【００３１】
請求項１０に記載の発明によれば、熱動弁（５３、６３）が閉弁のときに、２次側温水回路（４０）内の循環を停止するように制御したことにより、１次側温水回路（３０）の熱量消費のうち、熱動弁（５３、６３）が閉弁のときの２次側温水回路（４０）から放熱される熱損失をなくすことができるので貯湯槽（１２）内の熱量を給湯用に有効活用することができる。
【００３２】
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ものである。
【００３３】
【発明の実施の形態】
（第１実施形態）
以下、本発明を適用した第１実施形態の多機能給湯装置を図１ないし図３に基づいて説明する。図１は、多機能給湯装置の概略構成を示す模式図である。本実施形態の多機能給湯装置は、図１に示すように、貯湯式給湯器１０、１次側温水回路３０、２次側温水回路４０、および暖房器である床暖房ユニット５０などから構成されている。
【００３４】
貯湯式給湯器１０は、ヒートポンプサイクルからなる熱源装置であるヒートポンプ式給湯装置１１、このヒートポンプ式給湯装置１１により加熱された給湯用の湯を貯える貯湯槽１２、貯えた湯を給湯対象個所へ導くための給湯配管１３およびヒートポンプ式給湯装置１１を制御する給湯制御装置２０などから構成されている。
【００３５】
ヒートポンプ式給湯装置１１は、ヒートポンプ式給湯装置１１の前後に、貯湯槽１２内の最下部の水を吸い込むための吸入管１４ｂ、加熱した高温の湯を貯湯槽１２内の最上部に吐出するための吐出管１４ａ、および貯湯槽１２からなる循環回路の一部であって、冷媒に二酸化炭素を用い、図示しない圧縮機、熱交換器などの冷凍サイクル機能部品より構成され、貯湯槽１２内最下部から吸入した水を高温の二酸化炭素冷媒との熱交換により加熱して貯湯槽１２内最上部に戻すことにより貯湯槽１２内の水を沸き上げることができるようになっている。
【００３６】
なお、冷媒にＣＯ２を採用すると、超臨界域を用いることで図示しない圧縮機からの冷媒吐出温度を高くすることができる。従って、フロン冷媒などを採用した場合よりも高温の湯（例えば、８０〜９０℃程度）を効率よく沸き上げることができる。
【００３７】
また、ヒートポンプ式給湯装置１１は、おもに、電気料金の安い深夜時間帯の深夜電力の交流電源を用いて貯湯槽１２内の水を沸き上げる蓄熱運転を行なっているが、昼間時間帯においても、貯湯槽１２内の貯えた湯が低下してくると、沸き上げ運転を行なうように制御されている。なお、ヒートポンプ式給湯装置１１は、給湯制御装置２０からの制御信号により作動するとともに、作動状態を給湯制御装置２０に出力するように接続されている。
【００３８】
次に、貯湯槽１２は、耐食性に優れた金属製（例えば、ステンレス製）の容器であり、外周部に図示しない断熱材が配置されており、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。貯湯槽１２は縦長形状であり、その底面には導入口１２ｂが設けられ、この導入口１２ｂには貯湯槽１２内の最下部に水道水を導入する給水経路である給水配管１５が接続されている。
【００３９】
また、給水配管１５には、給水配管１５内を流れる水道水の水温を検出する給水サーミスタ１５ａが設けられ、検出された温度情報を給湯制御装置２０に出力するようになっている。また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減圧弁１５ｂが給水配管１５に設けられている。さらに、給水配管１５の下流端は、導入口１２ｂの他に、後述する混合弁１６の一方の入口側にも繋がれており、貯湯槽１２と混合弁に水道水を導入するように構成されている。
【００４０】
一方、貯湯槽１２の最上部には導出口１２ａが設けられ、この導出口１２ａには貯湯槽１２内の湯を導出するための給湯経路である給湯配管１３が接続されている。給湯配管１３には、使用者が設定した設定温度に温度調節する混合弁１６が設けられている。この混合弁１６は、給湯配管１３の下流端に設けられた給湯水栓（図示せず）が開弁したときに、開口面積比を調節することにより、導出口１２ａから導出された高温の湯と給水配管１５から導入された水道水との混合比を調節できる温度調節弁である。また、この混合弁１６は、サーボモータなどの駆動源により弁体を駆動して開度を調節する電動弁であり、後述する給湯制御装置２０からの制御信号により作動するとともに、作動状態を給湯制御装置２０に出力するようになっている。
【００４１】
また、混合弁１６の下流には出湯温度を検出する給湯サーミスタ１３ａおよび給湯検出手段である流量カウンタ１３ｂが設けられ、検出された温度情報および流量情報を後述する給湯制御装置２０に出力するようになっている。なお、給湯配管１３の下流端は台所、洗面、風呂などに配置された図示しない給湯水栓に通じており、給湯水栓を開弁したときに、設定温度に温度調節された湯が出湯されるものである。
【００４２】
また、貯湯槽１２の外壁面には複数（本例では、５つ）の水位サーミスタ１７ａ、１７ｂ、１７ｃ、１７ｄ、１７ｅが縦方向（貯湯槽１２の高さ方向）にほぼ等間隔に配設され、貯湯槽１２内に満たされた水の各水位レベルでの温度情報を後述する給湯制御装置２０に出力するようになっている。従って、給湯制御装置２０は、水位サーミスタ１７ａ〜１７ｅからの温度情報に基づいて、貯湯槽１２内上方の沸き上げた湯と、貯湯槽１２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ようになっている。
【００４３】
なお、水位サーミスタ１７ａは、貯湯槽１２内の最上部外壁面に設けられており、導出口１２ａや後述する１次側温水回路３０に吸入される湯の温度である貯湯槽１２内最上部の湯温を検出する出湯サーミスタの機能も有している。
【００４４】
給湯制御装置２０は、ヒートポンプ式給湯装置１１および貯湯槽１２に設けられた各サーミスタ１５ａ、１３ａ、１７ａ〜１７ｅからの温度情報、流量カウンタ１３ｂからの流量情報、後述する床暖房ユニット５０の運転信号、および操作パネル２１からの操作信号に基づいて、後述するようにヒートポンプ式給湯装置１１および混合弁１６を制御するように構成されている。なお、操作パネル２１は浴室内や台所など、湯を使用する場所の近傍に設置され、操作パネル２１以外は屋外などの適所に配置されている。
【００４５】
次に、１次側温水回路３０は、貯湯槽１２内に貯えられた熱源を利用して、後述する暖房器である床暖房ユニット５０に床暖房のための熱量を供給する循環回路である。１次側温水回路３０は、熱交換手段である暖房用熱交換器３１と、この暖房用熱交換器３１の一次側に導出口１２ａから貯湯槽１２内の湯を流通させて貯湯槽１２の下方に戻すように配設された循環水通路３３と、この循環水通路３３に設けられた第１送水手段である第１循環ポンプ３２等により構成されている。
【００４６】
暖房用熱交換器３１は、対向流型の水―水熱交換器であり、循環水通路３３内に流れる貯湯槽１２内の高温の湯と、後述する２次側温水回路３０を循環する２次側流体とを熱交換するようになっている。また、第１循環ポンプ３２は、循環水通路３３内に貯湯槽１２の湯を循環するための送水ポンプであって、図示しない電動部がＤＣブラシレスにて形成され、回転数が複数段階に切り換え可能なポンプで、後述する流量制御手段である流量制御装置２２により後述するフィードバック制御（ＰＩＤ制御）により回転数が可変されるように制御される。
【００４７】
また、水温検出手段である水温サーミスタ３４は、暖房用熱交換器３１の下流側に設けられ、熱交換後の貯湯槽１２の下方に戻る水温を検出するセンサであって、検出された温度情報を後述する流量制御手段である流量制御装置２２に出力するようになっている。
【００４８】
２次側温水回路４０は、暖房用熱交換器３１から受熱した２次側流体の熱量を後述する床暖房ユニット５０に流通させる温水回路であって、上述した暖房用熱交換器３１と、この暖房用熱交換器３１で熱交換された２次側流体を循環する循環水通路４３と、この循環水通路４３内に設けられた第２送水手段である第２循環ポンプ４２等により構成されている。４４は、床暖房ユニット５０を迂回するバイパス配管であり、後述する床暖房ユニット５０に設けられた熱動弁５３が閉弁したときに流通するようになっている。
【００４９】
また、循環水通路４３の暖房用熱交換器３１の入口近傍および出口近傍には、第１、第２水温検出手段である水温サーミスタ４１、４５が配設され循環水通路４３内において、暖房用熱交換器３１に流入する２次側流体および暖房用熱交換器３１から流出する２次側流体の温度情報を後述する流量制御手段である流量制御装置２２に出力するようになっている。なお、第１水温検出手段である水温サーミスタ４１が後述する床暖房ユニット５０への往き温度であり、第２水温検出手段である水温サーミスタ４５が後述する床暖房ユニット５０への戻り温度である。
【００５０】
また、第２循環ポンプ４２は、２次側流体を暖房用熱交換器３１から床暖房ユニット５０に送水するための送水ポンプであって後述する流量制御手段である流量制御装置２２により制御される。
【００５１】
次に、床暖房ユニット５０は、床暖パネル５１内の配管５１ａに２次側流体を流通させて床を暖める暖房器であって、床暖パネル５１、床暖パネル５１に設けられ暖房温度を検出する暖房温度検出手段である床暖温度センサ５２、配管５１ａに流通する２次側流体の流通を開閉する温度調節手段である熱動弁５３および温度制御手段である床暖制御装置２３等より構成されている。
【００５２】
温度調節手段である熱動弁５３は、床暖パネル５１の暖房出力を調節する開閉弁であって、使用者が設定した設定温度と、暖房温度検出手段である床暖温度センサ５２により検出された暖房温度との温度情報に基づいて床暖制御装置２３からの閉閉信号により制御される。
【００５３】
また、温度制御手段である床暖制御装置２３は、床暖操作盤２４からの操作信号と床暖温度センサ５２からの温度情報を入力して熱動弁５３を開閉制御する制御プログラムを有するとともに、床暖操作盤２４からの操作信号のうち運転信号と、熱動弁５３を開閉制御する開閉信号とが後述する流量制御手段である流量制御装置２２に出力するようになっている。
【００５４】
なお、床暖房ユニット５０は、例えば、洗面室や更衣室の床に設置されて暖房の用途に供されるものであり、ここでは、循環水通路４３に一つの床暖房ユニット５０を接続したが複数個並列に設けても良い。
【００５５】
次に、本発明の要部となる流量制御手段である流量制御装置２２について説明する。本実施形態の流量制御装置２２は、１次側温水回路３０および２次側温水回路４０内を循環する貯湯槽１２内の湯および２次側流体の流量を制御する制御装置であって、床暖制御装置２３からの床暖房ユニット５０の運転信号、熱動弁５３を開閉する開閉信号、水位サーミスタ１７ａ、および水温サーミスタ３４、４１、４５からの温度情報に基づいて第１循環ポンプ３２および第２循環ポンプ４２を制御するように構成されている。なお、床暖房ユニット５０の運転信号は流量制御装置２２から給湯制御装置２０に出力するように構成されている。
【００５６】
次に、以上の構成による多機能給湯装置の作動を流量制御手段である流量制御装置２２および温度制御手段である床暖制御装置２３に設けられた制御プログラムの制御処理を図２および図３に基づいて説明する。図２は、流量制御装置２２が第１循環ポンプ３２と第２循環ポンプ４２とを制御するフローチャートであり、図３は、床暖制御装置２３において温度調節手段である熱動弁５３を開閉制御するフローチャートである。
【００５７】
まず、図２および図３に示すように、床暖操作盤２４内の図示しない床暖運転スイッチをＯＮさせるとスタートする（ステップ２００およびステップ３００）。そして、ステップ２１０で床暖運転スイッチがＯＮしているか否かを判定し、床暖運転スイッチがＯＮされていると、流量制御装置２２および熱動弁５３に運転信号および開弁信号を出力し、ステップ２２０で熱動弁５３を開弁させるとともに、一方のステップ３１０においては、床暖制御装置２３からの運転信号および開弁信号に基づいて運転信号がＯＮであるか否かを判定する（開閉信号が開弁であるか否かでも良い）。ここで、運転信号がＯＮ（開弁信号）であればステップ３２０およびステップ３３０において、第２循環ポンプ４２および第１循環ポンプ３２を作動させる。
【００５８】
これにより、貯湯槽１２内の湯が１次側温水回路３０内を循環するとともに、２次側温水回路４０内の２次側流体が床暖パネル５１内を循環する。そして、暖房用熱交換器３１の熱交換によって２次側流体が受熱されて床暖パネル５１に放熱することで床暖パネル５１が暖められる。
【００５９】
そして、床暖制御装置２３では、次のステップ２３０で床暖温度センサ５２より検出される床暖パネル５１の暖房温度ＴＦが設定温度ＴＳに達したか否かを判定して設定温度ＴＳに達するまで２次側流体を流通させる。ここで、暖房温度ＴＦが設定温度ＴＳに達すると、流量制御装置２２および熱動弁５３に閉弁信号を出力し、ステップ２４０で熱動弁５３を閉弁させるとともに、流量制御装置２２側はステップ３４０において、床暖制御装置２３からの閉弁信号に基づいて、開閉信号が閉弁であるか否かを判定する。閉弁信号であれば、ステップ３５０にて第１循環ポンプ３２を停止させる。これにより、貯湯槽１２内の湯が１次側温水回路３０内の循環が停止される。
【００６０】
そして、ステップ２５０において、暖房温度ＴＦ＋α（例えば、２℃程度）が設定温度ＴＳを下回ったか否かを判定させ、下回っておれば、流量制御装置２２および熱動弁５３に開弁信号を出力し、ステップ２２０に戻り熱動弁５３を閉弁させるとともに、流量制御装置２２側はステップ３６０において、床暖制御装置２３からの開弁信号に基づいて開閉信号が開弁であるか否かを判定する。開弁信号であればステップ３３０に戻り第１循環ポンプ３２を作動させる。
【００６１】
また、床暖運転スイッチがＯＦＦ操作されるとステップ２１０でＯＮか否かが判定され、ＯＦＦであれば、流量制御装置２２および熱動弁５３にＯＦＦ信号および閉弁信号を出力し、ステップ２６０で熱動弁５３を開弁させるとともに、一方のステップ３１０において、床暖制御装置２３からのＯＦＦ信号および閉弁信号に基づいて運転信号がＯＮであるか否かを判定する（開閉信号が開弁であるか否かでも良い）。ここで、運転信号がＯＦＦ（閉弁信号）であればステップ３７０およびステップ３８０にて第２循環ポンプ４２および第１循環ポンプ３２が停止される。
【００６２】
これにより、第１循環ポンプ３２は、床暖制御装置２３からの開閉信号に応じて熱動弁５３と連動して作動／停止を行なうように制御され、第２循環ポンプ４２の方は、床暖運転スイッチ（図示せず）の操作信号、つまり運転信号に基づいて作動／停止を行なうように制御される。
【００６３】
ところで、床暖房ユニット５０に流通する２次側流体は、床暖パネル５１の放熱量に応じて暖房用熱交換器３１から受熱するように構成されるとともに、床暖房に最適となる温度帯の水温（例えば６０℃前後）を超えないように流通させるようにしてある。つまり、床暖パネル５１への往き温度を検出する水温サーミスタ４１が上記所定の水温（例えば６０℃前後）を超えないように、第１循環ポンプ３２の回転数をフィードバック制御（ＰＩＤ制御）して１次側温水回路３０を循環する流量を可変させてある。
【００６４】
因みに、水温サーミスタ４１により検出された２次側流体の往き温度が高いときには１次側温水回路３０の流量を低下させ、かつ往き温度に応じたＰＩＤ制御の指示値を第１循環ポンプ３２に出力して流量を可変するように制御されている。これにより、１次側温水回路３０の流量を低下させることで貯湯槽１２内に戻る湯温を低下させることができる。
【００６５】
なお、給湯制御装置２０は、おもに、深夜時間帯の深夜電力により、各サーミスタ１５ａ、１３ａ、１７ａ〜１７ｅからの温度情報、流量カウンタ１３ｂからの流量情報、床暖房ユニット５０の運転信号、および操作パネル２１からの操作信号に基づいて、ヒートポンプ式給湯装置１１を作動させて貯湯槽１２内の水を加熱して高温の湯（例えば９０℃の湯）が貯えられている。
【００６６】
そして、床暖房ユニット５０が運転されると、第１循環ポンプ３２および第２循環ポンプ４２の作動により、貯湯槽１２内の最上部より１次側温水回路３０内に貯湯槽１２内の湯が循環されるとともに、２次側温水回路４０内に２次側流体が循環される。
【００６７】
これにより、暖房用熱交換器３１により、１次側温水回路内の湯と熱交換された２次側流体により床暖房を行なうことができる。ところで、貯湯槽１２内の湯は、暖房用熱交換器３１を流通させた湯が貯湯槽１２内の最下部に戻されるため温度の異なる水の比重差により高温の湯ほど上部に低温の水ほど下部に貯えられている。
【００６８】
また、流量カウンタ１３ｂが給湯配管１３内の水の流れを検出したときには、給湯水栓、シャワー、風呂等のいずれかで湯が使用されようとしているということである。このとき給湯制御装置２０は、設定温度に応じて、給水サーミスタ１５ａ、水位サーミスタ１７ａおよび給湯サーミスタ１３ａからの温度情報に基づいて混合弁１６を制御して給湯するものである。このときには貯湯槽１２内の最上部の湯が導出して最下部に水道水が導入される。
【００６９】
以上の第１実施形態の多機能給湯装置によれば、一般的に、この種の貯湯槽１２内の湯は温度の異なる水の比重差により高温の湯ほど最上部に低温の水ほど最下部に貯えられているが、床暖房ユニット５０を運転させたときに、最上部の高温の湯が１次側温水回路３０内に流通し、貯湯槽１２内最下部に戻すように循環されるため貯湯槽１２内の湯が攪拌されてしまう。
【００７０】
しかも、床暖房ユニット５０の放熱が少ないときには、貯湯槽１２内に戻る湯の戻り温度が低下せずに上部の高めの湯が戻ってくるため貯湯槽１２内の最下部の湯温が給湯したときに比べ高めとなってしまう。これは、ヒートポンプ式給湯装置１１の沸き上げ運転のときに、貯湯槽１２内最下部の水を吸い込むヒートポンプ式給湯装置１１にとっては沸き上げ運転の効率が低下する問題がある。
【００７１】
そこで、本発明では、熱動弁５３を制御する開閉信号に応じて１次側温水回路３０内を循環する第１循環ポンプの作動／停止を流量制御２２により制御したことにより、例えば、暖房温度が設定温度を達し、熱動弁５３が閉弁したときに、素早く１次側温水回路３０内を循環する第１循環ポンプ３２を停止させることで、貯湯槽１２内の湯の攪拌を最小限にするとともに、戻り温度が高くなる状態を最小にすることができる。これにより、ヒートポンプ式給湯装置１１の沸き上げ運転の効率低下を防止することができる。
【００７２】
また、熱動弁５３を開閉させる開閉信号に応じて１次側温水回路３０内を循環する流量調節するように制御したことにより、例えば、熱動弁５３の閉弁とほぼ同時に、第１循環ポンプ３２を停止させることができる。しかも、床暖房ユニット５０を必要とするときのみ、１次側温水回路３０内を循環させることが容易にできるとともに、開閉信号を流量正義を装置２２に入力させるのみで１次側温水回路３０内の流量を制御できる。これにより、新たな別部品を必要とせず簡素で、かつ低コストの構成で対応できる。
【００７３】
また、水温サーミスタ４１により検出された往き温度（例えば６０℃前後）が所定温度を超えないように、かつ往き温度に応じて第１循環ポンプ３２の回転数が制御されるので、この往き温度は熱すぎることがないために特に床暖房において最適温度とされている。さらに、この往き温度が高いほど１次側温水回路３０の流量を低下させるように第１循環ポンプ３２が制御されるので貯湯槽１２内に戻る湯温を低下することができる。これにより、ヒートポンプ式給湯装置１１の沸き上げ運転効率の低下を防止できる。
【００７４】
（第２実施形態）
以上の第１実施形態では、第１送水手段である第１循環ポンプ３２を温度制御手段である床暖制御装置２３からの開閉信号に応じて床暖房ユニット５０の温度調節手段である熱動弁５３と連動して作動／停止を行なうように流量制御手段である流量制御装置２２により制御させたが、これに限らず、２次側温水回路４０を循環する２次側流体の流量によって第１循環ポンプ３２の作動／停止を制御しても良い。
【００７５】
具体的には、図４に示すように、２次側温水回路４０内にフローメータやフロースイッチなどの流量検出手段４６を設けて、熱動弁５３の開閉状態を検出し、熱動弁５３が開弁状態のときと、閉弁状態のときとでは、循環水通路４３を流通する流量が異なるため、流量検出手段４６より検出された流量に応じて第１循環ポンプ３２の作動／停止を制御できる。
【００７６】
これにより、第１実施形態よりも熱動弁５３の開閉状態の検出が若干遅れるが、第１実施形態と同じように、暖房ユニット５０が必要とするときのみ１次側温水回路３０内を循環させることが容易にできる。しかも、本実施形態では床暖制御装置２３からの開閉信号を不要にできる。なお、図中の符号は、第１実施形態と同様の構成は同一の符号を付して説明は省略する。
【００７７】
（第３実施形態）
本実施形態は、温度調節手段である熱動弁５３の開閉状態を第２送水手段である第２循環ポンプ４２の電流値を検出して、検出された電流値が所定値以上のときに第１循環ポンプ３２を作動させ、所定値以下の電流値のときに第１循環ポンプ３２を停止するように制御しても良い。
【００７８】
具体的には、第２循環ポンプ４２を図示しない電動部がＤＣモータで形成し、この電流値に応じて第１循環ポンプ３２を作動／停止させるものである。つまり、図５に示すように、（ａ）に示す熱動弁５３の開閉状態を、（ｂ）に示す第２循環ポンプ４２の電流値によって検出させたものであって、図５に示す電流値が上限のときに第１循環ポンプ３２を停止させ、電流値が下限または所定値以上のときに第１循環ポンプ３２を作動させたものである。これによれば、第２実施形態と同様に熱動弁５３の開閉状態が検出できる。
【００７９】
（第４実施形態）
以上の実施形態では、第１送水手段である第１循環ポンプ３２の回転数をフィードバック制御（ＰＩＤ制御）して１次側温水回路３０を循環する流量を可変させてある。そこで、本実施形態では、温度調節手段である熱動弁５３の開閉状態をフィードバック制御（ＰＩＤ制御）の指示値によって検出し、この指示値の下限値（例えば、５％程度）に応じて第１循環ポンプ３２の作動／停止を制御したものである。
【００８０】
因みに、この場合には、図６に示すように、（ａ）に示す熱動弁５３の開閉状態を、（ｂ）に示す第１循環ポンプ３２を制御するフィードバック制御（ＰＩＤ制御）の指示値により検出させたもので、具体的には、この指示値の下限値（例えば、５％程度）以下のときに第１循環ポンプ３２を停止させ、下限値（例えば、５％程度）以上のときに第１循環ポンプ３２を作動させたものである。これによれば、以上の実施形態と同様に熱動弁５３の開閉状態が検出できる。
【００８１】
（第５実施形態）
本実施形態では、温度調節手段である熱動弁５３の開閉状態を第２水温検出手段である水温サーミスタ４５により床暖房ユニット５０の戻り温度を検出して、その戻り温度に応じて第１循環ポンプ３２を作動／停止させたものである。
【００８２】
因みに、この場合には、図７に示すように、（ａ）に示す熱動弁５３の開閉状態を、（ｂ）に示す水温サーミスタ４５により検出された戻り温度を検出させたもので、この戻り温度が上限（６０℃前後）のときに第１循環ポンプ３２を停止させ、下限のときに第１循環ポンプ３２を作動させることができる。これによれば、以上の実施形態と同様に熱動弁５３の開閉状態が検出できる。
【００８３】
また、同じように、熱動弁５３の開閉状態を第１水温検出手段である水温サーミスタ４１により床暖房ユニット５０の往き温度を検出して、その往き温度に応じて第１循環ポンプ３２を作動／停止させても良い。
【００８４】
また、同じように、往き温度と戻り温度とを検出して、その温度差に応じて第１循環ポンプ３２の作動／停止させても良い。具体的には、図８に示すように、（ａ）に示す熱動弁５３の開閉状態を、（ｂ）に示す水温サーミスタ４５により検出された戻り温度と（ｃ）に示す水温サーミスタ４１により検出された往き温度とを検出したもので、その温度差が所定値以下のときに第１循環ポンプ３２を停止させ、温度差が所定値以上のときに第１循環ポンプ３２を作動させることができる。これによれば、以上の実施形態と同様に熱動弁５３の開閉状態が検出できる。
【００８５】
（第６実施形態）
以上の実施形態では、第２送水手段である第２循環ポンプ４２を温度制御手段である床暖制御装置２３からの運転信号に応じて作動／停止を行なうように流量制御手段である流量制御装置２２により制御させたが、これに限らず、第１循環ポンプ３２と同じように、床暖制御装置２３からの熱動弁５３の開閉制御である開閉信号に応じて作動／停止を行なうように制御しても良い。
【００８６】
具体的には、流量制御装置２２の制御処理を、図９に示すように、ステップ３４０において、閉弁信号であれば、ステップ３５０およびステップ３５５にて第１循環ポンプ３２および第２循環ポンプ４２を停止させるものである。
【００８７】
これによれば、１次側温水回路３０の熱量消費のうち、熱動弁５３が閉弁のときの２次側温水回路４０から放熱される熱損失をなくすことができるので貯湯槽１２内の熱量を給湯用に有効活用することができる。
【００８８】
（他の実施形態）
以上の実施形態では、２次側温水回路４０に配設する暖房器として、床暖房ユニット５０を配設して本発明を適用させたが、これに限らず、浴室内や更衣室などの浴室暖房器や浴室乾燥器などに適用しても良い。具体的には、図１０に示すように、床暖房ユニット５０に対して並列に、暖房器である浴室暖房器６０を配置したものである。
【００８９】
暖房器である浴室暖房器６０は浴室内に温風を吹き出して暖房するものであって、放熱器６１ａ、送風機６１ｂ、暖房温度を検出する暖房温度検出手段である吸込み温度センサ６２、放熱器６１ａの暖房出力を調節する温度調節手段である熱動弁６３および温度制御手段である浴室暖房制御装置２５から構成されている。
【００９０】
本実施形態の温度調節手段である熱動弁６３は、放熱器６１ａの暖房出力を調節する開閉弁であって、使用者が設定した設定温度と、暖房温度検出手段である吸込み温度センサ６２により検出された暖房温度との温度情報に基づいて浴室暖房制御装置２５からの閉閉信号により制御される。
【００９１】
また、温度制御手段である浴室暖房制御装置２５は、操作盤２６からの操作信号と吸込み温度センサ６２からの温度情報を入力して熱動弁６３を開閉制御する制御プログラムを有するとともに、操作盤２６からの操作信号のうち運転信号と、熱動弁６３を開閉制御する開閉信号とが流量制御手段である流量制御装置２２に出力するようになっている。
【００９２】
また、以上の実施形態では、本発明を二酸化炭素の冷媒を採用したヒートポンプサイクルを構成する機能部品からなる超臨界ヒートポンプからなるヒートポンプ式給湯装置１１に適用したが、これに限らず、フロン冷媒を用いたヒートポンプサイクルを構成する熱源装置に適用しても良い。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態における多機能給湯装置の全体構成を示す模式図である。
【図２】本発明の第１実施形態における流量制御装置２２の制御処理を示すフローチャートである。
【図３】本発明の第１実施形態における床暖制御装置２３の制御処理を示すフローチャートである。
【図４】本発明の第２実施形態における多機能給湯装置の全体構成を示す模式図である。
【図５】本発明の第３実施形態における熱動弁の開閉状態と第２循環ポンプの電流値との関係を示す特性図である。
【図６】本発明の第４実施形態における熱動弁の開閉状態と第１循環ポンプのＰＩＤ指示値との関係を示す特性図である。
【図７】本発明の第５実施形態における熱動弁の開閉状態と水温サーミスタ４５の戻り温度との関係を示す特性図である。
【図８】本発明の第５実施形態における熱動弁の開閉状態と水温サーミスタ４５の戻り温度と水温サーミスタ４１の往き温度との関係を示す特性図である。
【図９】本発明の第６実施形態における流量制御装置２２の制御処理を示すフローチャートである。
【図１０】他の実施形態における多機能給湯装置の全体構成を示す模式図である。
【図１１】従来技術における多機能給湯装置の全体構成を示す模式図である。
【符号の説明】
１１…ヒートポンプ式給湯装置（熱源装置）
１２…貯湯槽
２２…流量制御装置（流量制御手段）
２３…床暖制御装置（温度制御手段）
２５…浴室暖房制御装置（温度制御手段）
３０…１次側温水回路
３１…暖房用熱交換器（熱交換手段）
３２…第１循環ポンプ（第１送水手段）
４０…２次側温水回路
４１…水温サーミスタ（第１水温検出手段）
４２…第２循環ポンプ（第２送水手段）
４５…水温サーミスタ（第２水温検出手段）
４６…流量検出手段
５０…床暖房ユニット（暖房器）
５２…床暖温度センサ（暖房温度検出手段）
５３、６３…熱動弁（温度調節手段）
６０…浴室暖房器（暖房器）
６２…吸込み温度センサ（暖房温度検出手段）
【図１】
2004245463.tif 000003
【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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