(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
給水管（９）が下端部に接続され、出湯管（８）が上端部に接続されている貯湯タンク（２）と、この貯湯タンク（２）内の湯水を高温に加熱する加熱手段（３）と、貯湯タンク（２）の前記給水管（９）よりも高くかつ前記出湯管（８）よりも低い中間位置に設けられた中温水出湯口（３４）と、前記出湯管（８）からの高温水と前記中温水出湯口（３４）からの湯水とを任意の所定温度に混合する中温水混合弁（３０）と、この中温水混合弁（３０）で混合された湯と前記給水管（９）から分岐されたバイパス管（３８）からの低温水とを任意の給湯設定温度に混合して給湯させる給湯混合弁（３７）と、を備え、
給湯出湯停止中に、給湯混合弁（３７）を所定の開度で待機させて、再出湯に備える貯湯式給湯装置（１００）において、
前記高温水の温度を検出する高温水用温度センサ（６１）と、
前記中温水の温度を検出する中温水用温度センサ（６２）と、
前記低温水の給水温度を検出する給水温度センサ（５７）と、
前記高温水、中温水、低温水の温度に基づいて給湯混合弁（３７）の待機開度を変更するように構成した給湯混合弁制御部（５６）と、
を設け、
前記給湯混合弁制御部（５６）は、給湯出湯停止中に、前記中温水混合弁（３０）の待機位置が変更されたかどうか検出し、この検出した待機位置（開度）に基づいて給湯混合弁（３７）の待機開度を変更するように構成したことを特徴とする貯湯式給湯装置（１００）。
【請求項２】
給水管（９）が下端部に接続され、出湯管（８）が上端部に接続されている貯湯タンク（２）と、この貯湯タンク（２）内の湯水を高温に加熱する加熱手段（３）と、貯湯タンク（２）の前記給水管（９）よりも高くかつ前記出湯管（８）よりも低い中間位置に設けられた中温水出湯口（３４）と、前記出湯管（８）からの高温水と前記中温水出湯口（３４）からの湯水とを任意の所定温度に混合する中温水混合弁（３０）と、この中温水混合弁（３０）で混合された湯と前記給水管（９）から分岐されたバイパス管（３８）からの低温水とを任意の給湯設定温度に混合して給湯させる給湯混合弁（３７）と、を備え、
給湯出湯停止中に、給湯混合弁（３７）を所定の開度で待機させて、再出湯に備える貯湯式給湯装置（１００）において、
前記高温水の温度を検出する高温水用温度センサ（６１）と、
前記中温水の温度を検出する中温水用温度センサ（６２）と、
前記低温水の給水温度を検出する給水温度センサ（５７）と、
前記高温水、中温水、低温水の温度に基づいて給湯混合弁（３７）の待機開度を変更するように構成した給湯混合弁制御部（５６）と、
を設け、
前記給湯混合弁制御部（５６）は、給湯出湯停止が所定時間以上経過した場合は、給水温度が変化したと判断し、給湯混合弁（３７）の待機開度を変更するように構成したことを特徴とする貯湯式給湯装置（１００）。
【請求項３】
前記給湯混合弁制御部（５６）は、
給湯設定温度が中温水の温度より高い時、熱源温度を高温水の温度とし、
給湯設定温度が中温水の温度より低い時、熱源温度を中温水の温度とし、
前記熱源温度または低温水の給水温度が変化した時、給湯混合弁（３７）の待機開度を変更することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の貯湯式給湯装置（１００）。
【請求項４】
前記貯湯タンク（２）への給水口から給湯混合弁（３７）の水側入口に第１逆止弁（６３）を設け、ふろ混合弁（４１）の水側入口に第２逆止弁（６４）を設けたことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の貯湯式給湯装置（１００）。
【請求項５】
給水管（９）が下端部に接続され、出湯管（８）が上端部に接続されている貯湯タンク（２）と、この貯湯タンク（２）内の湯水を高温に加熱する加熱手段（３）と、貯湯タンク（２）の前記給水管（９）よりも高くかつ前記出湯管（８）よりも低い中間位置に設けられた中温水出湯口（３４）と、前記出湯管（８）からの高温水と前記中温水出湯口（３４）からの湯水とを任意の所定温度に混合する中温水混合弁（３０）と、この中温水混合弁（３０）で混合された湯と前記給水管（９）から分岐されたバイパス管（３８）からの低温水とを任意の給湯設定温度に混合して給湯させる給湯混合弁（３７）と、を備え、
給湯出湯停止中に、給湯混合弁（３７）を所定の開度で待機させて、再出湯に備える貯湯式給湯装置（１００）の給湯混合弁（３７）の待機開度制御方法において、
前記高温水の温度を検出する高温水用温度センサ（６１）と、前記中温水の温度を検出する中温水用温度センサ（６２）と、前記低温水の給水温度を検出する給水温度センサ（５７）と、前記高温水、中温水、低温水の温度に基づいて給湯混合弁（３７）の待機開度を変更するように構成した給湯混合弁制御部（５６）とを設け、前記給湯混合弁制御部（５６）は、給湯出湯停止中に、前記中温水混合弁（３０）の待機位置が変更されたかどうか検出し、この検出した待機位置（開度）に基づいて給湯混合弁（３７）の待機開度を変更するように構成し、前記給湯混合弁制御部（５６）は、給湯出湯停止が所定時間以上経過した場合、給水温度が変化したと判断して給湯混合弁（３７）の待機開度を変更するように構成し、前記貯湯タンク（２）への給水口から給湯混合弁（３７）の水側入口に第１逆止弁（６３）を設け、ふろ混合弁（４１）の水側入口に第２逆止弁（６４）を設けた貯湯式給湯装置（１００）の給湯混合弁（３７）の給湯出湯停止中の待機開度制御方法は、
タイマー（５８）が起動するステップＳ１と、
前記高温水用温度センサ（６１）と、前記中温水用温度センサ（６２）と、前記給水温度センサ（５７）により、熱源温度と、給水温度とを検出するステップＳ２と、
給湯制御部（５５）のタイマーと、前記高温水用温度センサ（６１）、中温水用温度センサ（６２）によって熱源温度を検出し、前記給水温度センサ（５７）によって給水温度の変化を監視して温度の変化を検出するステップＳ３と、
前記給湯混合弁（３７）の待機開度を変更するステップＳ４と、
前記中温水混合弁（３０）の待機開度を検出するステップＳ５と、
前記中温水混合弁（３０）の待機開度が変更されたかを監視し、待機開度を変更したことを検出するステップＳ６と、
前記給湯混合弁（３７）の待機開度を変更するステップＳ７と、
給湯出湯停止から所定時間経過したかを監視し、給湯出湯停止から所定時間経過した場合のステップＳ８と、
前記給湯混合弁（３７）の待機開度を変更するステップＳ９と、
給湯出湯を開始したかを監視し、給湯出湯が開始したことにより、制御を終了するステップＳ１０と、
を含むことを特徴とする給湯混合弁（３７）の待機開度制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、貯湯式給湯装置およびその給湯混合弁の待機開度変更方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の自然冷媒式ヒートポンプ給湯機、つまり、エコキュートと呼ばれる貯湯式給湯装置は、空気から熱を吸収して二酸化炭素（ＣＯ２）に移し、コンプレッサーでＣＯ２を高温にして貯湯タンクユニットからの水に熱を伝え、貯湯タンクの上層部の湯水の温度を約９０℃の熱湯にする加熱手段であるヒートポンプユニットと、湯水を常時、貯蔵する貯湯タンクで構成しており、燃焼することがないため、安全で、しかも、環境にやさしい。
【０００３】
図４は従来の貯湯式給湯装置を示す給湯回路図である。図４に示すように、この貯湯式給湯装置１０１は、深夜時間帯に湯水を沸き上げて貯湯し、この貯湯した湯水を給湯に用いるもので、貯湯タンクユニット１は湯水を貯湯する貯湯タンク２を備えたユニットであり、ヒートポンプユニット３は貯湯タンク２内の湯水を加熱するユニット、給湯端である給湯栓４は台所や洗面所等に設けられた給湯蛇口、給湯リモコン５はこの給湯栓４の近傍に設けられた給湯リモコン、浴槽６は風呂（ふろ）、リモコン７は浴室に設けられている。この貯湯式給湯装置１０１では、「沸き上げ運転」や「給湯運転」、浴槽６への「湯張り運転」や「保温運転」または「追い焚き運転」等ができるようになっている。（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
給湯制御部５５の動作について、給湯混合弁３７のフィードバック制御に関する一例を挙げて説明する。給湯栓４の栓が開口されて流量カウンタ５９により出湯が検出されると、給湯制御部５５は給湯温度センサ４０で検出された湯温がリモコン５等で予め設定された湯温となるように給湯混合弁３７の開度をフィードバック制御する。また、フィードフォワード制御として、給湯混合弁３７は、給湯栓４からの出湯が停止した後も、つぎの出湯（再出頭）に備えて適正な開度を維持して待機した状態となっており、これにより、再出湯初期時のアンダーシュート（湯温が設定値を下回る現象）やオーバーシュート（湯温が設定値を上回る現象）を抑制している。また、給湯制御部５５は、中温水混合弁３０と給湯混合弁３７についても開度に関する制御を行い、さらに、貯湯タンク２に設けた複数の貯湯温度センサ４８の検出に基づいて、加熱手段（ヒートポンプユニット）３とヒートポンプ循環ポンプ１７の制御も行うようになっている。
【特許文献１】特開２００４−１１６８８９（段落００１３〜００５６、図１〜図８）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、例えば、給湯出湯停止中に「タンクからの放熱、ふろ出湯、ふろ追炊きにより熱源温度が下がってきた場合」や、「沸き増しにより熱源温度が上がってきた場合」、「給水温度が著しく変化した場合」などにより、熱源温度または給水温度が変化したとき、それまで適正だった給湯出湯停止中の待機開度が適正ではなくなり、再出湯時にオーバーシュートや、アンダーシュートが発生し、出湯性能が低下するといった問題があった。なお、「熱源温度」とは、ここでは貯湯ユニット内の貯湯温度をいう。
【０００６】
そこで、本発明は、これらの問題点を解決するために創案されたものであり、例えば、「放熱、ふろ出湯、ふろ追炊きにより熱源温度が下がってきた場合」や、「沸き増しにより熱源温度が上がってきた場合」や、「給水温度が著しく変化した場合」などにより、熱源温度または給水温度が変化したときであっても、オーバーシュートまたはアンダーシュートの発生が小さく、出湯性能が低下しない貯湯式給湯装置と、その給湯混合弁の待機開度変更方法を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
請求項１に係る貯湯式給湯装置（１００）の発明は、給水管（９）が下端部に接続され、出湯管（８）が上端部に接続されている貯湯タンク（２）と、この貯湯タンク（２）内の湯水を高温に加熱する加熱手段（３）と、貯湯タンク（２）の前記給水管（９）よりも高くかつ前記出湯管（８）よりも低い中間位置に設けられた中温水出湯口（３４）と、前記出湯管（８）からの高温水と前記中温水出湯口（３４）からの湯水とを任意の所定温度に混合する中温水混合弁（３０）と、この中温水混合弁（３０）で混合された湯と前記給水管（９）から分岐されたバイパス管（３８）からの低温水とを任意の給湯設定温度に混合して給湯させる給湯混合弁（３７）と、を備え、給湯出湯停止中に、給湯混合弁（３７）を所定の開度で待機させて、再出湯に備える貯湯式給湯装置（１００）において、前記高温水の温度を検出する高温水用温度センサ（６１）と、前記中温水の温度を検出する中温水用温度センサ（６２）と、前記低温水の給水温度を検出する給水温度センサ（５７）と、前記高温水、中温水、低温水の温度に基づいて給湯混合弁（３７）の待機開度を変更するように構成した給湯混合弁制御部（５６）と、を設け、前記給湯混合弁制御部（５６）は、給湯出湯停止中に、前記中温水混合弁（３０）の待機位置が変更されたかどうか検出し、この検出した待機位置（開度）に基づいて給湯混合弁（３７）の待機開度を変更するように構成したことを特徴とする。
【０００８】
請求項２に係る発明は、給水管（９）が下端部に接続され、出湯管（８）が上端部に接続されている貯湯タンク（２）と、この貯湯タンク（２）内の湯水を高温に加熱する加熱手段（３）と、貯湯タンク（２）の前記給水管（９）よりも高くかつ前記出湯管（８）よりも低い中間位置に設けられた中温水出湯口（３４）と、前記出湯管（８）からの高温水と前記中温水出湯口（３４）からの湯水とを任意の所定温度に混合する中温水混合弁（３０）と、この中温水混合弁（３０）で混合された湯と前記給水管（９）から分岐されたバイパス管（３８）からの低温水とを任意の給湯設定温度に混合して給湯させる給湯混合弁（３７）と、を備え、給湯出湯停止中に、給湯混合弁（３７）を所定の開度で待機させて、再出湯に備える貯湯式給湯装置（１００）において、前記高温水の温度を検出する高温水用温度センサ（６１）と、前記中温水の温度を検出する中温水用温度センサ（６２）と、前記低温水の給水温度を検出する給水温度センサ（５７）と、前記高温水、中温水、低温水の温度に基づいて給湯混合弁（３７）の待機開度を変更するように構成した給湯混合弁制御部（５６）と、を設け、前記給湯混合弁制御部（５６）は、給湯出湯停止が所定時間以上経過した場合は、給水温度が変化したと判断し、給湯混合弁（３７）の待機開度を変更するように構成したことを特徴とする。
【００１０】
請求項３に係る発明は、請求項１または請求項２に記載の貯湯式給湯装置（１００）であって、給湯設定温度が中温水の温度より高い時、熱源温度を高温水の温度とし、給湯設定温度が中温水の温度より低い時、熱源温度を中温水の温度とし、前記熱源温度または低温水の給水温度が変化した時、給湯混合弁（３７）の待機開度を変更することを特徴とする。
【００１１】
請求項４に係る発明は、請求項１または請求項２に記載の貯湯式給湯装置（１００）であって、前記貯湯タンク（２）への給水口から給湯混合弁（３７）の水側入口に第１逆止弁（６３）を設け、ふろ混合弁（４１）の水側入口に第２逆止弁（６４）を設けたことを特徴とする。
【００１２】
請求項５に係る発明は、給水管（９）が下端部に接続され、出湯管（８）が上端部に接続されている貯湯タンク（２）と、この貯湯タンク（２）内の湯水を高温に加熱する加熱手段（３）と、貯湯タンク（２）の前記給水管（９）よりも高くかつ前記出湯管（８）よりも低い中間位置に設けられた中温水出湯口（３４）と、前記出湯管（８）からの高温水と前記中温水出湯口（３４）からの湯水とを任意の所定温度に混合する中温水混合弁（３０）と、この中温水混合弁（３０）で混合された湯と前記給水管（９）から分岐されたバイパス管（３８）からの低温水とを任意の給湯設定温度に混合して給湯させる給湯混合弁（３７）と、を備え、給湯出湯停止中に、給湯混合弁（３７）を所定の開度で待機させて、再出湯に備える貯湯式給湯装置（１００）の給湯混合弁（３７）の待機開度制御方法において、前記高温水の温度を検出する高温水用温度センサ（６１）と、前記中温水の温度を検出する中温水用温度センサ（６２）と、前記低温水の給水温度を検出する給水温度センサ（５７）と、前記高温水、中温水、低温水の温度に基づいて給湯混合弁（３７）の待機開度を変更するように構成した給湯混合弁制御部（５６）とを設け、前記給湯混合弁制御部（５６）は、給湯出湯停止中に、前記中温水混合弁（３０）の待機位置が変更されたかどうか検出し、この検出した待機位置（開度）に基づいて給湯混合弁（３７）の待機開度を変更するように構成し、前記給湯混合弁制御部（５６）は、給湯出湯停止が所定時間以上経過した場合、給水温度が変化したと判断して給湯混合弁（３７）の待機開度を変更するように構成し、前記貯湯タンク（２）への給水口から給湯混合弁（３７）の水側入口に第１逆止弁（６３）を設け、ふろ混合弁（４１）の水側入口に第２逆止弁（６４）を設けた貯湯式給湯装置（１００）の給湯混合弁（３７）の給湯出湯停止中の待機開度制御方法は、タイマー（５８）が起動するステップＳ１と、前記高温水用温度センサ（６１）と、前記中温水用温度センサ（６２）と、前記給水温度センサ（５７）により、熱源温度と、給水温度とを検出するステップＳ２と、給湯制御部（５５）のタイマーと、前記高温水用温度センサ（６１）、中温水用温度センサ（６２）によって熱源温度を検出し、前記給水温度センサ（５７）によって給水温度の変化を監視して温度の変化を検出するステップＳ３と、前記給湯混合弁（３７）の待機開度を変更するステップＳ４と、前記中温水混合弁（３０）の待機開度を検出するステップＳ５と、前記中温水混合弁（３０）の待機開度が変更されたかを監視し、待機開度を変更したことを検出するステップＳ６と、前記給湯混合弁（３７）の待機開度を変更するステップＳ７と、給湯出湯停止から所定時間経過したかを監視し、給湯出湯停止から所定時間経過した場合のステップＳ８と、前記給湯混合弁（３７）の待機開度を変更するステップＳ９と、給湯出湯を開始したかを監視し、給湯出湯が開始したことにより、制御を終了するステップＳ１０と、を含むことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
請求項１に係る発明によれば、給湯出湯停止中に、給湯混合弁を開いた状態で待機し、再出湯に備える貯湯式給湯装置において、高温水の温度を検出する高温水用温度センサと、中温水の温度を検出する中温水用温度センサと、低温水の給水温度は給水温度センサと、高温水、中温水、低温水の温度に基づいて給湯混合弁の待機開度を変更するように構成した給湯混合弁制御部とを設けたことにより、貯湯タンク内の貯湯温水の熱量に応じて、貯湯タンク内の温水を中温水湯口、または、出湯管から出湯できるため、中温水を優先して使用しながら熱量不足も解消できる。また、このような木目細かな制御ができるので、オーバーシュートまたはアンダーシュートが発生することなく、出湯性能が低下しない貯湯式給湯装置の給湯混合弁の待機開度変更方法を提供することができる。
また、前記給湯混合弁制御部は、給湯出湯停止中に、前記中温水混合弁の待機位置が変更されたかどうか検出し、この検出した温度に基づいて給湯混合弁の待機開度を変更するように構成したことにより、貯湯タンク内の上層部にある高温水の出湯を調整し、中温水湯口から出湯できるため、オーバーシュートまたはアンダーシュートの発生が小さく、出湯性能が低下しない貯湯式給湯装置の提供ができる。
【００１４】
請求項２に係る発明によれば、給湯出湯停止中に、給湯混合弁を開いた状態で待機し、再出湯に備える貯湯式給湯装置において、高温水の温度を検出する高温水用温度センサと、中温水の温度を検出する中温水用温度センサと、低温水の給水温度は給水温度センサと、高温水、中温水、低温水の温度に基づいて給湯混合弁の待機開度を変更するように構成した給湯混合弁制御部とを設けたことにより、貯湯タンク内の貯湯温水の熱量に応じて、貯湯タンク内の温水を中温水湯口、または、出湯管から出湯できるため、中温水を優先して使用しながら熱量不足も解消できる。また、このような木目細かな制御ができるので、オーバーシュートまたはアンダーシュートが発生することなく、出湯性能が低下しない貯湯式給湯装置の給湯混合弁の待機開度変更方法を提供することができる。
また、前記給湯混合弁制御部は、給湯出湯停止が所定時間以上経過した場合は、給水温度が変化したと判断し、給湯混合弁の待機開度を変更するように構成したことにより、貯湯タンク内の貯湯熱量に応じて、給湯混合弁の待機開度を変えることができるため、オーバーシュートまたはアンダーシュートの発生が小さく、出湯性能が低下しない貯湯式給湯装置の提供ができる。
【００１５】
請求項３に係る発明によれば、給湯混合弁制御部は、給湯設定温度が中温水の温度より高い時、熱源温度を高温水の温度とし、給湯設定温度が中温水の温度より低い時、熱源温度を中温水の温度とし、前記熱源温度または低温水の給水温度が変化した時、給湯混合弁（３７）の待機開度を変更することにより、木目細かく開度変更をするので、オーバーシュートまたはアンダーシュートの発生を小さくでき、出湯性能が低下しない貯湯式給湯装置と、その給湯混合弁の待機開度変更方法を提供することができる。
【００１７】
請求項４に係る発明によれば、貯湯タンクへの給水口から給湯混合弁の水側入口に第１逆止弁を設け、ふろ混合弁の水側入口に第２逆止弁を設けたことにより、これらの逆止弁を貯湯タンクの給水口から給湯混合弁方向への逆流を阻止し、ふろ混合弁方向への逆流を阻止するとともに、給湯設定温度＞中温水用温度センサの検出温度の場合は、貯湯タンクの最上部の出湯管から出湯し、給湯設定温度≦中温水用温度センサの検出温度の場合は、中温水出湯管から出湯するようになるので、ムダのない熱効率のよい給湯ができる。
【００１８】
請求項５に係る発明によれば、ステップＳ１〜ステップＳ１０による給湯混合弁の待機開度制御方法により、熱源温度または給水温度が変化したときであっても、木目細かく開度変更をするので、オーバーシュートまたはアンダーシュートの発生を小さくでき、出湯性能が低下しない貯湯式給湯装置と、その給湯混合弁の待機開度変更方法を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
≪貯湯式給湯装置の構成≫
次に、図１、図３を参照して、本発明の実施形態を説明する。
図１は、本発明の貯湯式給湯装置を示す給湯回路図である。図１に示すように、貯湯式給湯装置１００は、貯湯タンク２内の貯湯温水を加熱手段である熱交換器１３で加熱するとともに、浴槽６の浴槽水を風呂循環ポンプ２７で風呂循環回路２６を循環させて、熱交換器１９で浴槽水を貯湯温水と熱交換することによって追い焚き運転する機能を備えた装置である。この貯湯式給湯装置１００は、例えば、時間帯別契約電力の電力単価が安価な深夜時間帯に貯湯温水を沸き上げて貯湯し、この貯湯した貯湯温水を給湯に用いるいわゆるエコキュート（自然冷媒ヒートポンプ式電気給湯機）から構成されている。
【００２０】
貯湯式給湯装置１００の追い焚き運転は、熱交換器１９の２次（図中右）側に、浴槽６の浴槽水を循環可能にふろ往き管２４とふろ戻り管２５より構成されるふろ循環回路２６が接続され、ふろ戻り管２５途中に設けられたふろ循環ポンプ２７の作動により浴槽６の浴槽水が熱交換器１９に循環されて、１次側の高温水により加熱されて浴槽６内の浴槽水の保温あるいは追い焚きが行われる。ふろ温度センサ２８はふろ戻り管２５を循環する浴槽６の浴槽水の温度を検出する温度センサである。
【００２１】
追い焚きは、浴槽６のぬるま湯をポンプ２７にて熱交換器に送り、暖めた湯を浴槽６に戻して行われる。熱交換器１９は風呂の追い焚き／保温の熱源として、熱交往き管２０および給水管９に合流する熱交戻り管２１により貯湯タンク２と循環可能に接続されており、貯湯タンク２内の高温水を熱交換器１９に流入させて暖房回路あるいは風呂の追い焚き／保温回路等の２次側回路の温水を加熱するものである。
【００２２】
≪ヒートポンプユニットの構成≫
図１に示すように、加熱手段であるヒートポンプユニット３は、貯湯タンク１２の下層部の低温水を入水して沸かし、貯湯タンク２内の上層部に高温水を送るように循環させる装置であり、例えば、自然冷媒ヒートポンプから構成される。このヒートポンプユニット３は、圧縮機１２と凝縮器としての冷媒−水の熱交換器１３と電子膨張弁１４と強制空冷式の蒸発器１５で構成された加熱手段としてのヒートポンプ回路１６と、貯湯タンク２内の湯水を前記ヒーポン往き管１０およびヒーポン戻り管１１を介して冷媒−水熱交換器１３に循環させるヒーポン循環ポンプ１７と、それらの駆動を制御するヒーポン制御部１８とを備えており、ヒートポンプ回路１６内には冷媒としてＣＯ２が用いられて超臨界ヒートポンプサイクルを構成している。ヒートポンプユニット３は、冷媒にＣＯ２を用いているので、低温水を電熱ヒーターなしで約９０℃の高温まで沸き上げることが可能である。
【００２３】
＜加熱手段の構成＞
加熱手段（以下、ヒートポンプユニットという）３である熱交換器１３は、貯湯タンク２内の下層部の低温水を加熱して高温水にするためのものである。この熱交換器１３は、冷媒と被加熱水たる貯湯タンク２内の湯水とが対向して流れる対向流方式の冷媒−水熱交換器が採用されている。
【００２４】
＜ヒートポンプ回路の構成＞
ヒートポンプ回路１６は、自然冷媒（例えば、二酸化炭素）を利用して、蒸発器１５で大気の熱を吸収し、さらに圧縮器１２で冷媒を圧縮して高温にし、その冷媒で熱交換器１３を通過する水を熱交換して加熱する臨界ヒートポンプサイクルを構成する。
つまり、このヒートポンプ回路１６は、冷媒の熱と回路を流れる湯水とを熱交換して高温水（約９０℃）にする熱交換器１３と、電子膨張弁１４と、空気から熱を吸収して冷媒に移す強制空冷式蒸発器から構成する蒸発器１５と、冷媒を圧縮して高温（約９０℃）にするための圧縮器２７と、それらの駆動を制御するヒートポンプ制御部１８から主に構成されている。
【００２５】
＜ヒートポンプ制御部の構成＞
ヒートポンプ制御部１８は、ヒートポンプユニット3による沸き上げ運転の制御と、増し運転を開始および停止を制御する。このヒートポンプ制御部１８は、冷媒循環回路の加熱手段である熱交換器１３で熱交換するときに、冷媒が超臨界状態のまま凝縮されるため効率良く高温まで被加熱水を加熱する。このようにして、ヒートポンプ制御部１８が、被加熱水の加熱手段の入口温度と冷媒の出口温度との温度差が一定になるように膨張弁１４または圧縮器１２を制御することで、ＣＯＰ（エネルギー消費効率）が良好な状態で被加熱水を加熱できる。
【００２６】
≪貯湯タンクユニットの構成≫
図１に示すように、貯湯タンクユニット１は、貯湯タンク２の貯湯温水を利用して、流し台や洗面所に給湯したり、浴槽６に差し湯をしたり、湯張りをする装置である。この貯湯タンクユニット１は、水道水を取り込むための給水管９と、温水を一時的に貯湯する貯湯タンク２と、ふろの「保温運転」あるいは「追焚き運転」をするための熱交換器１９から主に構成されている。また、貯湯タンクユニット１には、給湯制御部５５と、給湯混合弁制御部５６が設けられている。
【００２７】
図１に示すように、熱交換器１９のふろの「保温運転」あるいは「追焚き運転」について説明する。浴槽６への湯張り運転に引き続き、給湯制御部５５は一定時間毎にふろ循環ポンプ２７を駆動し、浴槽６内の湯温をふろ温度センサ２８により検出する。そして、ふろ温度センサ２８の検出する温度がふろ設定温度より所定値以下に低下していると、給湯制御部５５は熱交循環ポンプ２３およびふろ循環ポンプ２６を駆動開始し、高温水往き管２０から取り出した高温水を熱交換器１９に流入させ、２次側の浴槽水と熱交換させふろの「保温運転」あるいは「追焚き運転」を行う。そして、熱交換により温度低下した中温水が中温水戻り管２１を介して貯湯タンク２の下部に戻り、高温水と入れ替わる形で高温水と中温水の境界面を押し上げるようにして中温水が貯湯される。
なお、貯湯タンク２内には上部に高温水、中間部に中温水、下部に低温水が貯められているが、その温度差が２０℃程度あれば比重差が発生し、温度境界層を形成して比重の軽い高温水が上部に、中間の中間水が中間部に、比重の重い低温水が下部に位置するので、互いに混じり合うことはない。
【００２８】
次に、本発明の給湯混合弁３７の待機開度変更方法について説明する。
図１に示すように、給湯リモコン５またはふろリモコン７でユーザーが設定した給湯設定温度＞中温水用温度センサの検出温度の場合は、給湯栓４を開くと、貯湯タンク２の最上部の出湯管から給湯される。つまり、貯湯タンク２の下の給水管９から冷温水が給水されて貯湯タンク２内に流れ込むと、貯湯タンク２の上層部に貯められた高温水（約９０℃）は、その冷温水に押し出されて貯湯タンクの最上部の出湯管８から中温水混合弁３０を介して給湯混合弁３７に流入し、他方の給水管９から冷温水が第１バイパス管３８から給湯混合弁３７に流入してミキシングされ、指定された温度の高温水で出湯する。これは、ふろ設定温度（第２給湯設定温度）も同様である。
【００２９】
給湯リモコン５またはふろリモコン７でユーザーが設定した給湯設定温度≦中温水用温度センサの検出温度の場合は、従来、給湯混合弁３７において、第１出湯管３１からの高温水と給水管９から分岐された第１バイパス管３８からの低温水を混合して中温水を生成していたが、直接、中温水出湯管３４から出湯することにより、高温水の消費量を押さえ、出湯のムダのない熱効率のよい給湯ができる。
【００３０】
図２は、本発明の給湯混合弁制御部を示すブロック図である。図２に示すように、給湯混合弁制御部５６は、予め所定の湯の温度を設定するメモリで構成された湯温度設定メモリ８１と、この設定された所定の湯温度と貯湯タンク内に配置された高温水用温度センサ６１と、中温水用温度センサ６２と、給水管９に配置された給水温度センサ５７で計測された温度とを比較する演算部８２と、この演算結果に基づいて給湯混合弁３７の開度、中温水混合弁３０の開度、ふろ混合弁４１の開度を制御する制御部８３とを備えて構成されている。
これらの温度センサ６１、６２は、温度サーミスタが使用され、より正確な貯湯タンク２の温度を検出できるように着脱自在に構成されているが、この他の温度検出器を使用してもよい。
【００３１】
図３は、本発明に係る給湯混合弁の待機開度変更方法を示すフローチャートである。図１、２を参照しながら給湯混合弁の待機開度変更方法を説明する。
これらは、給湯出湯停止中に給湯混合弁３７を開いた状態で待機し、再出湯に備える仕様である。
図３に示すように、給湯栓４、または、湯張り弁４６（図１参照）が閉栓されて、給湯出湯停止すると、給湯制御部５５は、流量カウンタ５９の信号に基づいて給湯栓４からの出湯停止を検知する。そして、給湯制御部５５は、再出湯に備えて給湯混合弁３７を、出湯停止時の開度で待機させる。したがって、スタートは「給湯出湯停止」であり、タイマーが起動する（ステップＳ１）。
このとき、給水管９から冷水の水道水（井戸水も含む）が貯湯タンク２内に給水され、貯湯タンク２の貯湯温水の温度が低下すると共に、残湯量がしだいに減少する。この貯湯タンク２の熱源温度は、高温水用温度センサ６１、中温水用温度センサ６２によって検出され、給水温度は給水温度センサ５７により検出されて、その検出信号が給湯混合弁制御部５６に送信される（ステップＳ２）。
【００３２】
そして、給湯制御部５５によって、給湯出湯停止中、高温水用温度センサ６１、中温水用温度センサ６２によって熱源温度が変化したかを検出、または、給水温度センサ５７によって給水温度が変化したか（ステップＳ３のＮｏ）を監視し、温度の変化を検出する（ステップＳ３のＹｅｓ）と、給湯混合弁制御部５５によって、給湯混合弁３７の待機開度を変更する（ステップＳ４）。
つまり、給湯混合弁制御部（５６）は、給湯設定温度が中温水の温度より高い時、熱源温度を高温水の温度とし、給湯設定温度が中温水の温度より低い時、熱源温度を中温水の温度とし、前記熱源温度または低温水の給水温度が変化した時、給湯混合弁（３７）の待機開度を変更する。
つぎに、中温水混合弁３０の待機開度を検出する（ステップＳ５）。
そして、中温水混合弁３０の待機開度が変更されたか（ステップＳ６のＮｏ）を監視し、待機開度を変更したことを検出する（ステップＳ６のＹｅｓ）と、給湯混合弁制御部５５によって、給湯混合弁３７の待機開度を変更する（ステップＳ７）。
そして、給湯出湯停止から所定時間経過したか（ステップＳ８のＮｏ）を監視し、給湯出湯停止から所定時間経過した場合（ステップＳ８のＹｅｓ）、給湯混合弁３７の待機開度を変更する（ステップＳ９）。
そして、最後に、給湯出湯を開始したか（ステップＳ１０のＮｏ）を監視し、給湯出湯が開始した場合（ステップＳ１０のＹｅｓ）、そして、フィードバック（ＦＢ）制御は終了する。
【００３３】
つまり、放熱、ふろ出湯、ふろ追炊きにより熱源温度が下がってきた場合や、熱源温度または給水温度が変化したときであっても、変化量に見合うだけ、中温水混合弁３０と給湯混合弁（３７）の待機開度を変え、高温水と水道水の混合比を変えることができるため、オーバーシュートまたはアンダーシュートの発生が小さく抑えられ、出湯性能が低下しないようにできる。
【００３４】
沸き増しにより熱源温度が上がってきた場合も、変化量に見合うだけ、中温水混合弁３０と給湯混合弁（３７）の待機開度を変え、高温水と水道水の混合比を変えることができるため、オーバーシュートまたはアンダーシュートの発生が小さく抑えられ、出湯性能が低下しないようにできる。
【００３５】
給水温度が著しく変化した場合も、変化量に見合うだけ、中温水混合弁３０と給湯混合弁（３７）の待機開度を変え、高温水と水道水の混合比を変えることができるため、オーバーシュートまたはアンダーシュートの発生が小さく抑えられ、出湯性能が低下しないようにできる。
【００３６】
なお、ステップＳ３の所定時間とは、例えば、出張や小旅行等により家を空ける場合の２〜３日をいう。２〜３日以上給湯出湯停止状態が続くと、放熱によって温度が低下する。したがって、ここでの所定時間は、１日単位の数日間とするが、その他の時間に設定しても構わない。
なお、本発明は、前記した実施形態に限定されるものではなく、その技術的思想の範囲内で種々の改造および変更が可能であり、本発明はこれら改造および変更された発明にも及ぶことは勿論である。
例えば、本発明の実施形態に係る貯湯式給湯装置１００において、ふろの追い焚き用に熱交換器１９を設けたが、貯湯タンク２内の上層部に熱交換器を設け、直接風呂循環回路を設けた給湯回路図としても構わない。また、加熱手段であるヒートポンプユニット３の代わりに、電熱ヒーターやガスバーナー、灯油バーナー等であっても構わない。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】本発明に係る貯湯式給湯装置を示す給湯回路図である。
【図２】本発明の給湯混合弁制御部を示すブロック図である。
【図３】本発明に係る給湯混合弁の待機開度変更方法を示すフローチャートである。
【図４】従来の貯湯式給湯装置を示す給湯回路図である。
【符号の説明】
【００３８】
１  貯湯タンクユニット
２  貯湯タンク
３  加熱手段（ヒートポンプユニット）
８  出湯管
９  給水管
１０  ヒーポン往き管（ヒーポン循環回路）
１１  ヒーポン戻り管（ヒーポン循環回路）
１６  ヒートポンプ回路
２９  中温水出湯管
３０  中温水混合弁
３３  出湯口切換弁
３４  中温水出湯口
３７  給湯混合弁
３８  第１バイパス管
４１  ふろ混合弁
５５  給湯制御部
５６  給湯混合弁制御部
５７  給水温度センサ
５８  タイマー
５９  タイマー
６１  高温水用温度センサ
６２  中温水用温度センサ
６３  第１逆止弁
６４  第２逆止弁
８１  湯温度設定メモリ
８２  演算部
８３  制御部
１００  貯湯式給湯装置
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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