(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
湯水を貯湯するための缶体と、この缶体内の下層部の湯水を加熱して上層部に戻すヒートポンプ式の加熱手段と、前記缶体内に設けられ貯湯温水と浴槽の浴槽水とを熱交換する熱交換器と、この熱交換器と前記浴槽とを接続して、当該浴槽の浴槽水を循環させるための風呂循環回路と、を備え、
深夜時間帯に前記缶体内の貯湯温水を前記ヒートポンプ式の加熱手段にて沸き上げて貯湯し、この貯湯した貯湯温水を給湯に用いると共に、前記浴槽の浴槽水を前記風呂循環回路によって前記熱交換器に循環させて追い焚き運転をする貯湯式給湯装置において、
所定期間の間に追い焚き運転をしたことを記憶する追い焚き記憶手段と、
前記熱交換器の近傍に配設され、前記缶体内の貯湯温度を検出するための温度検出手段と、
この温度検出手段で検出した貯湯温度に基づいて沸き増しをする沸き増し運転駆動手段と、
前記追い焚き記憶手段の追い焚き運転の記憶の有無によって沸き増し運転の開始温度を補正する沸き増し開始温度補正手段と、
前記温度検出手段が検出した貯湯温度が前記沸き増し開始温度補正手段により補正された温度未満となったときに沸き増し運転を行なわせる沸き増し運転制御手段と、を備え、
前記沸き増し開始温度補正手段は、前記追い焚き記憶手段が、追い焚き運転をしたことを記憶していた場合に、前記追い焚き記憶手段が追い焚き運転をしたことを記憶していなかった場合に比べて沸き増し運転の開始温度を高くし、前記追い焚き記憶手段が、追い焚き運転をしたことを記憶していなかった場合に、前記追い焚き記憶手段が追い焚き運転をしたことを記憶していた場合に比べて沸き増し運転の開始温度を低くすることを特徴とする貯湯式給湯装置。
【請求項２】
前記追い焚き記憶手段は、前記所定期間内に追い焚き運転をしたことを検出する追い焚き検出手段からの検出信号を、追い炊き判定回路で追い炊き運転有りと判断された場合に追い焚き運転したことが記憶され、
前記追い焚き検出手段は、前記風呂循環回路に設けられて、前記風呂循環回路を流れる浴槽水の温度の上昇変化を検出する風呂往温度センサ、風呂戻温度センサ、浴槽水を追い焚きさせるための追い焚きスイッチ、風呂循環回路の浴槽水を循環させる風呂循環ポンプのうちのいずれかからの信号の有無を検出して追い炊き運転の有無と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３】
前記貯湯式給湯装置は、前記追い焚き検出手段からの信号に基づいて前記追い焚き運転の有無を判断する追い焚き判定手段と、
前記追い焚き運転をしてからの時間を計測する追い焚きタイマと、を備え、
前記追い焚きタイマは、前記追い焚き運転が終了するとスタートし、その追い焚き運転をしてからの追い焚き時間をカウントして前記追い焚き運転後の所定期間内に追い焚き運転がされなかった場合、前記追い焚き記憶手段に追い焚き運転が無かったことを記憶することを特徴とする請求項２に記載の貯湯式給湯装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、貯湯タンク（缶体）の貯湯温水を用いて浴槽の浴槽水を追い焚きする貯湯式給湯装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来からエコキュート（自然冷媒式ヒートポンプ給湯機）やヒートポンプ貯湯式給湯装置や電気温水器では、貯湯タンクの貯湯温水を用いて浴槽の浴槽水の追い焚きができるようになっている。この貯湯式給湯装置では、追い焚き指令があると、貯湯タンクの貯湯温水の湯温を検出し、この湯温が所定温度以上であれば、風呂循環ポンプの駆動によって浴槽水を熱交換器に循環させて追い焚き運転を行なっている。また、追い焚き運転中に、貯湯タンク内の湯温が追い焚きに不十分な温度まで低下した場合には、追い焚き手段（加熱手段）、および差し湯手段を作動させて、湯水を生成する沸き増し運転を行なっている（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００３−５００４８号公報（特許請求の範囲、図１および図３）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、特許文献１に記載の貯湯式給湯装置では、沸き増し運転を開始する判定条件を、貯湯タンク内の貯湯温度が所定の判定温度（例えば、６０℃）になったときに設定している。このため、温度センサで判定する判定温度が比較的高温な場合には、常に高温な出湯温度での給湯が実行可能な追い焚き能力を確保できるが、常時その判定温度を確保するように沸き増し運転が行なわれる。その結果、追い焚きが不要なときには、エネルギーが無駄になり、非効率的であるという問題点がある。
【０００４】
一方、判定温度が低い場合には、追い焚きを使用するときに、浴槽内の浴槽水との熱交換によって貯湯温水の熱が奪われてしまい、追い焚き運転中に熱量不足となって沸き増し運転を開始しても、追い焚きを十分に行える熱量（追い焚き能力）が得られず、使用性能が低下するという問題点がある。
【０００５】
そこで、沸き増し運転開始条件の設定温度が比較的低温であっても常に追い焚きできる追い焚き能力を有し、エネルギーの消費量が少ない貯湯式給湯装置が望まれていた。
【０００６】
本発明の課題は、追い焚き運転に費やすエネルギーの消費量が少なく、常に、快適な湯温に追い焚きすることができる貯湯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】
【０００７】
前記課題を解決するために、本発明の請求項１に記載の貯湯式給湯装置は、湯水を貯湯するための缶体と、この缶体内の下層部の湯水を加熱して上層部に戻すヒートポンプ式の加熱手段と、前記缶体内に設けられ貯湯温水と浴槽の浴槽水とを熱交換する熱交換器と、この熱交換器と前記浴槽とを接続して、当該浴槽の浴槽水を循環させるための風呂循環回路と、を備え、深夜時間帯に前記缶体内の貯湯温水を前記ヒートポンプ式の加熱手段にて沸き上げて貯湯し、この貯湯した貯湯温水を給湯に用いると共に、前記浴槽の浴槽水を前記風呂循環回路によって前記熱交換器に循環させて追い焚き運転をする貯湯式給湯装置において、所定期間の間に追い焚き運転をしたことを記憶する追い焚き記憶手段と、前記熱交換器の近傍に配設され、前記缶体内の貯湯温度を検出するための温度検出手段と、この温度検出手段で検出した貯湯温度に基づいて沸き増しをする沸き増し運転駆動手段と、前記追い焚き記憶手段の追い焚き運転の記憶の有無によって沸き増し運転の開始温度を補正する沸き増し開始温度補正手段と、前記温度検出手段が検出した貯湯温度が前記沸き増し開始温度補正手段により補正された温度未満となったときに沸き増し運転を行なわせる沸き増し運転制御手段と、を備え、前記沸き増し開始温度補正手段は、前記追い焚き記憶手段が、追い焚き運転をしたことを記憶していた場合に、前記追い焚き記憶手段が追い焚き運転をしたことを記憶していなかった場合に比べて沸き増し運転の開始温度を高くし、前記追い焚き記憶手段が、追い焚き運転をしたことを記憶していなかった場合に、前記追い焚き記憶手段が追い焚き運転をしたことを記憶していた場合に比べて沸き増し運転の開始温度を低くすることを特徴とする。
なお、ここで、「所定期間」とは、使用環境により設定される任意の期間であって、例えば、ある一定期間（例えば１週間）の間、あるいは湯張り運転をしてからの間などである。
また、「追い焚き運転の記憶の有無」とは、所定期間の間に、追い焚き運転や自動保温運転等によって、風呂の追い焚き動作が１度でもあっても、それが記憶されている場合は「有り」、無かった場合は「無し」という。
【０００８】
請求項１に記載の本発明によれば、貯湯式給湯装置は、追い焚き記憶手段が所定期間の間に追い焚き運転をしたことを、例えば１回以上記憶していた場合には、温度検出手段で検出した貯湯温度によって、沸き増し運転制御手段が、沸き増し運転を開始する温度を予め設定した温度に沸き増し開始温度補正手段で補正してから沸き増し運転駆動手段の沸き増し運転を開始する。
このように、追い焚き運転をしたことの記憶の有無によって沸き増し運転の開始条件を適宜に変更することにより、例えば、追い焚き運転が行なわれて、浴槽内の浴槽水との熱交換によって貯湯温水が熱を奪われて熱量不足状態となっている場合には、予め沸き増しして追い焚き能力を確保することができる。
【０００９】
請求項２に記載の貯湯式給湯装置は、請求項１に記載の貯湯式給湯装置であって、前記追い焚き記憶手段は、前記所定期間内に追い焚き運転をしたことを検出する追い焚き検出手段からの検出信号を、追い炊き判定回路で追い炊き運転有りと判断された場合に追い焚き運転したことが記憶され、前記追い焚き検出手段は、前記風呂循環回路に設けられて、前記風呂循環回路を流れる浴槽水の温度の上昇変化を検出する風呂往温度センサ、風呂戻温度センサ、浴槽水を追い焚きさせるための追い焚きスイッチ、風呂循環回路の浴槽水を循環させる風呂循環ポンプのうちのいずれかからの信号の有無を検出して追い炊き運転の有無とすることを特徴とする。
【００１０】
請求項２に記載の本発明によれば、追い焚き検出手段は、風呂往温度センサ、風呂戻温度センサ、追い焚きスイッチ、風呂循環ポンプのうちのいずれかからの信号の有無を検出して追い炊き運転の有無とすることによって、追い焚き検出手段を適宜なものに選定できる。
【００１１】
請求項３に記載の貯湯式給湯装置は、請求項２に記載の貯湯式給湯装置であって、前記貯湯式給湯装置は、前記追い焚き検出手段からの信号に基づいて前記追い焚き運転の有無を判断する追い焚き判定手段と、前記追い焚き運転をしてからの時間を計測する追い焚きタイマと、を備え、前記追い焚きタイマは、前記追い焚き運転が終了するとスタートし、その追い焚き運転をしてからの追い焚き時間をカウントして前記追い焚き運転後の所定期間内に追い焚き運転がされなかった場合、前記追い焚き記憶手段に追い焚き運転が無かったことを記憶することを特徴とする。
【００１２】
請求項３に記載の本発明によれば、追い焚きタイマによってカウントする所定期間内に追い焚き運転の実績がない場合、それを追い焚き記憶手段に記憶することができる。
【発明の効果】
【００１３】
本発明に係る貯湯式給湯装置によれば、沸き増し運転制御手段は、追い焚き記憶手段が所定期間の間に追い焚き運転をしたことを記憶していた場合には、温度検出手段で検出した温度に基づいて、沸き増し運転駆動手段が沸き増し運転を開始する温度を、沸き増し開始温度補正手段で予め設定した適温に補正してから沸き増し運転を開始させることにより、熱交換器付近の貯湯温水の温度を高く保持できる。このため、追い焚き運転による浴槽内の浴槽水との熱交換で貯湯温水が熱量不足状態になることを解消して、常に、最小のエネルギーでスピーディに追い焚き運転ができるように貯湯温水に熱量を蓄えて置くことができる。
また、沸き増し運転制御手段は、追い焚き記憶手段が追い焚き運転をしたことを記憶していなかったときには、給湯に使用可能な貯湯温度を確保して、風呂および給湯の使用性能を維持しつつ、缶体の貯湯量の無駄を省き、効率的な貯湯温水の使用ができるため、電気代を抑えることができる。
【００１４】
また、本発明に係る貯湯式給湯装置によれば、沸き増し運転制御手段は、例えば、所定期間内に追い焚き運転をしたことを記憶していなかった場合には、缶体内の貯湯温度が第１所定温度（例えば、５０℃）未満であれば、沸き増し運転を開始して、追い焚きに必要な熱量を確保して熱量不足を解消し、常時、最小限のエネルギーで効率よく追い焚き運転できる状態にすることができる。
【００１５】
さらに、本発明に係る貯湯式給湯装置によれば、沸き増し運転制御手段は、例えば、所定期間内に追い焚き運転をしたことを記憶していた場合には、缶体内の貯湯温度が第２所定温度（例えば、６０℃）未満であれば、沸き増し運転を開始して、追い焚きに必要な熱量を確保して熱量不足を解消し、常時、最小限のエネルギーで効率よく追い焚き運転ができる状態にすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
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、本発明に係る貯湯式給湯装置の概略構成図である。図２は、本発明に係る貯湯式給湯装置を示すブロック図である。
【００１７】
≪貯湯式給湯装置の構成≫
図１に示すように、貯湯式給湯装置Ａは、熱交換器１２を内設した貯湯タンク（缶体）１１内の貯湯温水を加熱手段２１で加熱し、浴槽Ｂの浴槽水を風呂循環ポンプ５３で風呂循環回路５を循環させて、熱交換器１２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Ａ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）からなる。
貯湯式給湯装置Ａは、貯湯タンク１１の貯湯温水を加熱するためのヒートポンプユニット（沸き増し運転駆動手段）２と、貯湯タンク１１の貯湯温水で浴槽Ｂの浴槽水を追い焚きするための貯湯タンクユニット１と、貯湯タンク１１内の貯湯温水を水道水と混合して適温となった湯水を供給する給湯栓３と、浴槽水を貯水するための浴槽Ｂと、浴槽水の温度等を設定したり、貯湯式給湯装置Ａを操作したりするためのリモートコントロール（以下、単に「リモコン」という）Ｒと、から主に構成されている。
【００１８】
この貯湯式給湯装置Ａは、加熱された湯水を貯湯するための貯湯タンク（缶体）１１と、この貯湯タンク１１内の湯水を加熱するための加熱手段２１と、貯湯タンク１１内に設けられ貯湯温水と浴槽Ｂの浴槽水とを熱交換する熱交換器１２と、貯湯タンク１１内の湯温を検出するための缶体サーミスタＴ１と、熱交換器１２と浴槽Ｂとを接続してその浴槽Ｂの浴槽水を循環させるための風呂循環回路５と、を備えている。
貯湯式給湯装置Ａは、この他にさらに、所定期間の間に追い焚き運転をしたことを記憶する追い焚き記憶回路（追い焚き記憶手段）８４と、熱交換器１２の近傍に配設され、貯湯タンク（缶体）１１内の貯湯温度を検出するための缶体サーミスタ（温度検出手段）Ｔ１と、缶体サーミスタＴ１で検出した湯温に基づいて沸き増しをするヒートポンプユニット（沸き増し運転駆動手段）２と、追い焚き記憶回路８４の追い焚き運転の記憶の有無によって沸き増し運転の開始温度を補正する補正回路（沸き増し開始温度補正手段）２２ｅと、缶体サーミスタＴ１が検出した貯湯温度が補正回路２２ｅにより補正された温度未満となったときに沸き増し運転を行なわせるヒートポンプ制御部（沸き増し運転制御手段）２２と、を備えている。
【００１９】
≪ヒートポンプユニット（沸き増し運転駆動手段）の構成≫
図１に示すように、ヒートポンプユニット２は、お湯を沸かして貯湯タンク１１内の上層部に高温水を送り、貯湯タンク１１内の下層部の低温水を入水して循環させる装置である。このヒートポンプユニット２は、例えば、自然冷媒ヒートポンプからなり、缶体サーミスタ（温度検出手段）Ｔ１で検出した貯湯温度に基づいて沸き増しを行なう。このヒートポンプユニット２は、加熱手段２１と、加熱循環回路７と、冷媒循環回路２０と、ヒートポンプ制御部２２とから主に構成されている。ヒートポンプユニット２は、冷媒に二酸化炭素を用いているので、低温水を電熱ヒータなしで約９０℃の高温まで沸き上げることが可能なものである。
【００２０】
なお、ヒートポンプユニット２は、特許請求の範囲に記載の「沸き増し運転駆動手段」に相当する。この沸き増し運転駆動手段は、ヒートポンプユニット２に限定されるものではなく、例えば、石油気化式やガス式のバーナ、または電熱ヒータ等を加熱手段２１としてお湯を沸かす装置であってもよい。
【００２１】
＜加熱手段の構成＞
前記ヒートポンプユニット２の加熱手段２１は、貯湯タンク１１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り、例えば、凝縮器としての冷媒−水熱交換器からなる。この加熱手段２１は、冷媒と被加熱水たる貯湯タンク１１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。
【００２２】
＜加熱循環回路の構成＞
図１に示すように、加熱循環回路７は、貯湯タンク１１の下層部の低温水を加熱手段２１に引き込んで加熱して高温水にし、この高温水を貯湯タンク１１の上層部に戻して循環させることによって、貯湯温度を上昇させるための回路である。この加熱循環回路７は、入水管７１と、出湯管７２と、加熱手段２１と、加熱用循環ポンプ２３と、入水温度センサＴ３と、出湯温度センサＴ４と、それらの駆動を制御するヒートポンプ制御部２２とから主に構成されている。
【００２３】
入水管７１は、貯湯タンク１１内の下層部の低温水を加熱手段２１に送るための配管であり、一方が貯湯タンク１１の下端に接続され、他方が加熱手段２１に接続されている。
出湯管７２は、加熱手段２１で加熱された高温水を貯湯タンク１１の上層部に送るための配管であり、一方が加熱手段２１に接続され、他方が貯湯タンク１１の上端に接続されている。
加熱用循環ポンプ２３は、加熱循環回路７内の水を流動させるための流動源であり、入水管７１上に介在されている。この加熱用循環ポンプ２３は、後記するヒートポンプ制御部２２に電気的に接続されている（図２参照）。
入水温度センサＴ３は、貯湯タンク１１の下層部から引き込まれる低温水の温度を検出するセンサであり、入水管７１上に設置されている。この入水温度センサＴ３は、ヒートポンプ制御部２２に電気的に接続されている（図２参照）。
出湯温度センサＴ４は、加熱手段２１から貯湯タンク１１に送り込まれる高温水の温度を検出するセンサであり、出湯管７２上に設置されている。この出湯温度センサＴ４は、ヒートポンプ制御部２２に電気的に接続されている（図２参照）。
【００２４】
＜冷媒循環回路の構成＞
冷媒循環回路２０は、自然冷媒（例えば、二酸化炭素）を利用して、蒸発器２６で大気の熱を吸収し、さらに圧縮器２７で冷媒を圧縮して高温にし、その冷媒で加熱手段２１を通過する加熱循環回路７の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回路である。この冷媒循環回路２０は、冷媒の熱と加熱循環回路７を流れる湯水とを熱交換して高温水（約９０℃）にする加熱手段２１と、電子膨張弁からなる膨張弁２５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なる蒸発器２６と、冷媒を圧縮して高温（約１３０℃）にするための圧縮器２７と、それらをそれぞれ接続する冷媒循環管２４と、それらの駆動を制御するヒートポンプ制御部２２から主に構成されている。
【００２５】
＜ヒートポンプ制御部（沸き増し運転制御手段）の構成＞
ヒートポンプ制御部２２は、缶体サーミスタ（温度検出手段）Ｔ１が検出した貯湯温度がヒートポンプ制御部２２の補正回路（沸き増し開始温度補正手段）２２ｅにより補正された温度未満となったときに沸き増し運転を行なわせると共に、缶体サーミスタＴ１が第１所定温度未満の検出温度を検出したときに沸き増し運転を開始させることと、缶体サーミスタＴ１が第２所定温度未満の検出温度を検出したときに沸き増し運転を開始させる機能を備えている装置である。このヒートポンプ制御部２２は、冷媒循環回路２０の加熱手段２１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２２が、被加熱水の加熱手段２１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２５または圧縮器２７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ように制御している。
【００２６】
図２に示すように、ヒートポンプ制御部２２には、加熱用循環ポンプ２３、蒸発器２６、および圧縮器２７を駆動するための駆動回路２２ｂと、ヒートポンプユニット２の各機器に電力を供給するための電源回路２２ｃと、ヒートポンプユニット２の各機器を作動させるための種々のデータを記憶したヒートポンプ記憶回路２２ｄと、沸き増し運転の開始条件を５０℃または６０℃に補正するための補正回路２２ｅと、それらの機器を制御するためのマイコン２２ａと、が備えられている。
なお、ヒートポンプ制御部２２は、特許請求の範囲に記載の「沸き増し運転制御手段」に相当する。
【００２７】
＜補正回路（沸き増し開始温度補正手段）の構成＞
補正回路２２ｅは、追い焚き記憶回路（追い焚き記憶手段）８４の追い焚き運転の記憶の有無によって沸き増し運転の開始温度を補正する電気回路である。この補正回路２２ｅは、追い焚き検出手段５０が、給湯制御部８の追い焚きタイマ８６によってカウントする所定期間内に追い焚き運転の実績がなく、それが追い焚き記憶回路８４に記憶されていない場合には、缶体サーミスタＴ１の検出温度が５０℃未満を検出したときに沸き増し運転を開始するように沸き増し運転を開始する温度を補正する。
また、補正回路２２ｅは、追い焚き検出手段５０が、追い焚きタイマ８６によってカウントする所定期間内に追い焚き運転の実績があり、それが追い焚き記憶回路８４に記憶されている場合、缶体サーミスタＴ１の検出温度が６０℃未満を検出したときに沸き増し運転を開始するように補正している。
なお、この補正回路２２ｅは、特許請求の範囲に記載の「沸き増し開始温度補正手段」に相当する。
また、前記５０℃は、特許請求の範囲に記載の「第１所定温度」に相当し、前記６０℃は、「第２所定温度」に相当する。
【００２８】
≪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１１の貯湯温水を利用して、浴槽Ｂの浴槽水を追い焚きしたり、浴槽Ｂ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回路４と、温水を一時的に貯湯する貯湯タンク１１と、この貯湯タンク１１内に配設された熱交換器１２と、熱交換器１２によって浴槽Ｂ内の浴槽水を追い焚きする風呂循環回路５と、貯湯タンク１１内の湯水を給湯栓３または浴槽Ｂに供給するための給湯回路６と、ヒートポンプユニット２で加熱された高温水を貯湯タンク１１に送るための加熱循環回路７と、から主に構成されている。
【００２９】
＜給水回路の構成＞
給水回路４は、水道水を貯湯タンク１１と給湯混合弁Ｖ３とに引き込んで給水するための回路である。この給水回路４は、給水管４１と、給水温度センサＴ５と、減圧弁Ｖ１と、給水バイパス管４２とから構成されている。
給水管４１は、給水の圧力を減圧する減圧弁Ｖ１を介して貯湯タンク１１の下端に接続されている。この給水管４１には、当該給水管４１で給水した低温水の温度を検出する給水温度センサＴ５が設けられている。
給水バイパス管４２は、一端が給水管４１から分岐して接続され、他端が給湯混合弁Ｖ３に接続されている。
【００３０】
＜貯湯タンク（缶体）の構成＞
図１に示すように、貯湯タンク１１は、上層部に、ヒートポンプユニット２で沸き上げられて熱交換器１２で熱交換する高温水を一時的に貯留し、下層部に、給水管４１から給水された低温水を一時的に貯留するためのタンクである。この貯湯タンク１１では、下層部の低温水をヒートポンプユニット２によって入水管７１から取り出して沸き上げて高温水となった湯水を、出湯管７２から貯湯タンク１１内の上層部に戻して一時的に貯湯すると共に、給水管４１から給水された水道水によって貯湯タンク１１内の低温水が貯湯タンク１１内の上層部の高温水を押し上げて、その高温水と低温水とが混合して適温なった温水を給湯管６１から出湯している。
この貯湯タンク１１には、缶体サーミスタＴ１と貯湯温度センサＴ２と熱交換器１２とが設けられ、下端に給水管４１と入水管７１とが設けられ、その上端に風呂往路管５ａと風呂復路管５ｂとが接続され、さらに、上端に給湯管６１と出湯管７２とが接続されている。
なお、この貯湯タンク１１は、特許請求の範囲に記載の「缶体」に相当する。
【００３１】
＜缶体サーミスタ（温度検出手段）の構成＞
缶体サーミスタＴ１は、貯湯タンク１１内の上層部を流れる湯水の温度を検出するための温度検出器であり、貯湯タンク１１内の熱交換器１２の近傍に設置されている。この缶体サーミスタＴ１は、給湯制御部８に電気的に接続されている（図２参照）。
なお、この缶体サーミスタＴ１は、特許請求の範囲に記載の「温度検出手段」に相当する。この温度検出手段は、貯湯タンク１１内の熱交換器１２の近傍、または所定の貯湯量を示す位置に設置された貯湯温度センサＴ２であってもよい。
【００３２】
＜貯湯温度センサ（温度検出手段）の構成＞
貯湯温度センサＴ２は、貯湯タンク１１の各層の湯温を検出するための温度検出器であり、貯湯タンク１１内の下層部から上層部に亘って所定の貯湯量ごとに上下方向に複数個設置されてなる。この貯湯温度センサＴ２は、給湯制御部８に電気的に接続されている（図２参照）。
なお、給湯制御部８は、各貯湯温度センサＴ２で検出した湯温情報によって、貯湯タンク１１内の上層部の沸き上げられた高温水と貯湯タンク１１内の下層部の沸き上げられる前の低温水との温度境界位置より上方にどれだけの貯湯量が残っているかを検知し、そして貯湯タンク１１内の上下方向の温度分布を検知するように構成されている。
【００３３】
＜熱交換器の構成＞
熱交換器１２は、浴槽Ｂ内の浴槽水を、貯湯タンク１１内の上層部の高温水と熱交換して加熱するものであり、例えば、ステンレス製の蛇管からなり、貯湯タンク１１内の上層部に設置されている。この熱交換器１２は、一方が風呂往路管５ａに接続され、他方が風呂復路管５ｂに接続されて、浴槽Ｂの浴槽水が風呂循環回路５によって循環し、浴槽Ｂ内の浴槽水が貯湯タンク１１内の高温水によって加熱されて保温および追い焚きが行われるように構成されている。
【００３４】
＜風呂循環回路の構成＞
図１に示すように、風呂循環回路５は、一端が熱交換器１２に接続され、他端が浴槽Ｂに接続されて熱交換器１２で加熱された浴槽水を浴槽Ｂに送るための風呂往路管５ａと、一端が浴槽Ｂに接続され、他端が熱交換器１２に接続されて浴槽Ｂの浴槽水を熱交換器１２に送る風呂復路管５ｂとから構成されている。この風呂循環回路５には、追い焚き検出手段５０が設置されている。
風呂往路管５ａには、熱交換器１８を流出して浴槽Ｂへ流れる風呂往路管５ａ内の浴槽水の温度を検出する風呂往温度センサ５１が設けられている。
風呂復路管５ｂには、浴槽Ｂ内の水位（湯張り量）を検出して空焚きを防止する水位センサＧと、浴槽Ｂ内の浴槽水を風呂循環回路５に循環させるための風呂循環ポンプ５３と、熱交換器１８に流入する風呂復路管５ｂ内の浴槽水の温度を検出する風呂戻温度センサ５２とが設けられている。
なお、風呂往温度センサ５１と、水位センサＧと、風呂循環ポンプ５３と、風呂戻温度センサ５２とは、それぞれ給湯制御部８に電気的に接続されている（図２参照）。
【００３５】
＜浴槽の構成＞
浴槽Ｂは、浴槽水を貯湯するものであり、風呂循環回路５の風呂往路管５ａと、風呂復路管５ｂとが接続されて、浴槽水が風呂循環回路５を循環するように構成されている。
【００３６】
＜追い焚き検出手段の構成＞
追い焚き検出手段５０は、所定期間の間に追い焚き運転をしたことを検出するものであればよく、例えば、風呂循環回路５を流れる浴槽水の温度の上昇変化を検出して追い焚き運転をしたことの有無を検出する風呂往温度センサ５１、風呂戻温度センサ５２等からなる。例えば、風呂往温度センサ５１、または風呂戻温度センサ５２（追い焚き検出手段５０）で検出した追い焚き運転の検出信号（抵抗）は、追い焚き判定回路８７に送られて追い焚き運転であることが判定されて、熱交換器１２により浴槽水が上昇する追い焚き運転であると判断されたときには、ヒートポンプユニット２の追い焚き記憶回路８４に追い焚き運転「有り」が記憶されるようになっている。
なお、追い焚き検出手段５０は、風呂循環ポンプ５３の駆動の有無によって、追い焚き運転の有無として検出するようにしてもよい。また、追い焚きスイッチＲｄがＯＮされたとき等の追い焚き運転指令信号の有無としても構わない。
【００３７】
＜給湯回路の構成＞
図１に示すように、給湯回路６は、貯湯タンク１１内の上層部の貯湯温水を給湯混合弁２９を介在して給湯栓３に送るための回路である。この給湯回路６は、給湯管６１と、過圧逃し弁Ｖ２と、混合給湯管６２と、給湯混合弁Ｖ３と、給湯流量計Ｃ１と、給湯温度センサＴ６と、給湯栓３と、から構成されている。
給湯管６１は、一端が貯湯タンク１１の上端に接続され、他端が給湯混合弁Ｖ３に接続されている。この給湯管６１には、当該給湯管６１および貯湯タンク１１内の圧力が高いときに湯水を外部に放出して内圧を調整し、貯湯タンク１１等にダメージを与えないようにするための過圧逃し弁Ｖ２が設けられている。
混合給湯管６２は、一端が給湯混合弁Ｖ３に接続され、他端が給湯栓３に接続されると共に、その中間部に混合給湯管６２を流れる湯水の流量を計量する給湯流量計Ｃ１が介在されている。また、この混合給湯管６２には、当該混合給湯管６２内を流れる湯水の温度を検出する給湯温度センサＴ６が設けられている。
【００３８】
給湯混合弁Ｖ３は、給湯管６１からの貯湯温水と給水バイパス管４２からの低温水とを混合する電動ミキシング弁等からなる三方弁であり、その下流の混合給湯管６２に設けた給湯温度センサＴ６で検出した湯温がリモコンＲで使用者が設定した給湯設定温度になるように混合比率が制御されるものである。この給湯混合弁Ｖ３は、電気的に給湯制御部８に接続されている（図２参照）。
【００３９】
＜給湯栓の構成＞
給湯栓３は、後記する給水管４１からの低温水と、熱交換器１２で加熱され給湯回路６の給湯管６１からの高温水と、を給湯混合弁２９で混合して設定温度に調整した湯水を湯出する給湯用の水栓であり、例えば、浴室に設置されたカランやシャワー水栓等で混合給湯管６２に接続されている。なお、給湯栓３は、台所や洗面所等に配置された水栓であってもよい。
【００４０】
＜湯張り回路の構成＞
湯張り回路９は、給湯混合弁Ｖ３で設定温度に調整された湯水を風呂循環回路５の風呂復路管５ｂ内に流し込んで浴槽Ｂに湯張りをするための回路である。この湯張り回路９は、湯張り管９１と、湯張り弁Ｖ４と、風呂流量計Ｃ２と、逆止弁Ｖ５とから構成されている。
湯張り管９１は、一端が給湯流量計Ｃ１と給湯栓３との間の混合給湯管６２の分岐箇所に接続され、他端が風呂循環ポンプ５３と風呂戻温度センサ５２との間の風呂復路管５ｂに接続されて連通している。
湯張り弁Ｖ４は、弁体を開閉することによって、浴槽Ｂへの湯張りの開始／停止を行なう電磁弁であり、給湯制御部８に電気的に接続されている（図２参照）。
風呂流量計Ｃ２は、湯張り管９１から風呂循環回路５を通って浴槽Ｂへ流れ込む湯張り量をカウントする流量計であり、給湯制御部８に電気的に接続されている（図２参照）。
逆止弁Ｖ５は、断水等によって風呂循環回路５内の浴槽水が混合給湯管６２へ逆流するのを防止するための弁である。
【００４１】
＜給湯制御部の構成＞
図２に示すように、給湯制御部８は、貯湯タンクユニット１内の各センサの入力を受け各アクチュエータの駆動を制御するマイコン８１を有する制御部である。この給湯制御部８には、リモコンＲが無線または有線により接続され、使用者が任意の給湯設定温度および風呂設定温度を設定できるようにするものである。
給湯制御部８は、風呂循環ポンプ５３、給湯混合弁Ｖ３および湯張り弁Ｖ４等を駆動するための駆動回路８２と、貯湯タンクユニット１の各機器に電力を供給するための電源回路８３と、湯張り運転をしてからの時間を計測する湯張りタイマ８５と、前記追い焚き検出手段５０からの信号に基づいて追い焚き運転の有無を判断する追い焚き判定回路８７と、追い焚き運転をしてからの時間（所定期間）を計測する追い焚きタイマ８６と、風呂循環回路５で所定期間の間に追い焚き運転をしたことを記憶する追い焚き記憶回路８４と、貯湯タンクユニット１の各機器を作動させるための種々のデータを記憶する給湯記憶回路８８と、それらの機器を制御するためのマイコン８１と、を備えている。
なお、前記追い焚き記憶回路８４は、特許請求の範囲に記載の「追い焚き記憶手段」に相当する。
【００４２】
≪リモコンの構成≫
リモコンＲは、貯湯式給湯装置Ａを遠隔操作する機器であり、給湯温度や、浴槽水の温度や湯張り量等を手動的に設定するための操作器で、例えば、浴室および浴室外に同じものがそれぞれ設置されている。このリモコンＲには、給湯設定温度を設定する給湯温度設定スイッチＲａと、風呂設定温度を設定する風呂温度設定スイッチＲｂと、浴槽Ｂへ風呂設定温度の湯水をリモコンＲの湯張り量設定スイッチ（図示せず）で設定された湯張り量だけ湯張りし所定時間保温させる風呂自動スイッチＲｃと、浴槽水を追い焚きさせる追い焚きスイッチＲｄと、沸き増しを行なうための沸き増しスイッチＲｅと、表示部Ｒｆとが備えられ、それらはリモコン制御部Ｒｇにそれぞれ電気的に接続されている（図２参照）。
【００４３】
≪貯湯式給湯装置の作動≫
次に、図１を主に参照して本発明に係る貯湯式給湯装置Ａの作動を説明する。
例えば、図１に示す給湯制御部８は、深夜電力時間帯になって貯湯温度センサＴ２で検出した貯湯温度から貯湯タンク１１内に翌日に必要な熱量が残っていないとマイコン８１（図２参照）が判断すると、ヒートポンプ制御部２２に対して沸き上げ運転を開始させる指令が発し、ヒートポンプ制御部２２がヒートポンプユニット２の各機器を駆動させる。
ヒートポンプ制御部２２は、圧縮器２７を起動した後に加熱用循環ポンプ２３を駆動開始し、貯湯タンク１１の下端に接続された入水管７１から取り出した５〜２０℃程度の低温水を加熱手段２１で７０〜９０℃程度の高温に加熱し、出湯管７２から貯湯タンク１１内の上層部に戻し、貯湯タンク１１の上端から順次積層して高温水を貯湯していく。
各貯湯温度センサＴ２によって追い焚きや給湯等に必要な熱量が貯湯されたことを検出すると、給湯制御部８は、ヒートポンプ制御部２２に対して沸き上げ停止指令を発して、圧縮器２７を停止させると共に、さらに加熱用循環ポンプ２３も停止させて、沸き上げ動作を終了させる。
【００４４】
次に、給湯運転について説明する。
図１に示す給湯栓３を開くと、給水管４１から冷温水が給水されて貯湯タンク１１内の下端から流れ込む。すると、貯湯タンク１１の上層部に貯められた高温水は、その冷温水に押し出されて給湯管６１を介して給湯混合弁Ｖ３へ流入し、給水バイパス管４２からの低温水と混合され、給湯制御部８により給湯混合弁Ｖ３の混合比率が調整されて、給湯設定温度の湯水が給湯栓３から給湯される。そして、給湯栓３の閉栓によって給湯が終了する。
【００４５】
図３は、本発明に係る貯湯式給湯装置による湯張り運転および追い焚き運転を示すフローチャートである。
次に、図３を主に各図を参照しながら浴槽Ｂへの湯張り運転について説明する。
浴室または浴室外にあるリモコンＲの風呂自動スイッチＲｃが操作されると、給湯制御部８が湯張り弁Ｖ４を開弁して、湯張り運転が開始される（ステップＳ１）。
すなわち、給水管４１から給水された水道水が、貯湯タンク１１の下端に流れ込み、この貯湯タンク１１内の上層部の高温水が、その水道水に押し出されて給湯管６１から給湯混合弁Ｖ３に流れる。そして、給湯混合弁Ｖ３によって給水バイパス管４２からの低温水と混合して風呂設定温度に調整された湯水が、湯張り管９１から風呂復路管５ｂ、風呂往路管５ａを介して浴槽Ｂへ湯張りされる。このとき、湯張り管９１の途中に設けられた風呂流量計Ｃ２が、湯張り管９１を流れる湯量が設定された湯張り量か（ステップＳ２）を監視し（ステップＳ２のＮｏ）、所定の湯張り量をカウントすると（ステップＳ３のＹｅｓ）、給湯制御部８が湯張り弁Ｖ４を閉弁して湯張り運転を終了する（ステップＳ３）。すると、不図示のスピーカからメロディ音と音声によって湯張りの終了を知らせる。
【００４６】
次に、風呂の追い焚き運転について説明する。
給湯制御部８のマイコン８１は、湯張り弁Ｖ４からの閉弁した閉弁信号に基づいて湯張り運転の終了と判断すると、湯張りタイマ８５をＯＮ（スタート）させると共に、浴槽Ｂの浴槽水の温度を監視して、リモコンＲで設定した設定温度に保温する保温運転が開始される（ステップＳ４）。
【００４７】
そして、マイコン８１は、風呂往温度センサ５１、または浴槽Ｂ内の浴槽水の温度を検出する浴槽水温度センサ（図示せず）によって浴槽水の湯温が予め設定した設定温度未満か判断する（ステップＳ５）。
浴槽水の湯温が設定温度以上の場合（ステップＳ５のＮｏ）には、マイコン８１が、風呂往温度センサ５１、または浴槽水温度センサからの温度検出信号によって、浴槽Ｂの浴槽水が設定湯温未満に低下するまで監視を続ける（ステップＳ５、ステップＳ５のＮｏ）。
【００４８】
一方、浴槽水の湯温が設定温度未満の場合（ステップＳ５のＹｅｓ）には、ヒートポンプ制御部（沸き増し運転制御手段）２２のマイコン２２ａが、湯張りタイマ８５または追い焚きタイマ８６が作動してから所定期間内に追い焚き運転され、追い焚き記憶回路８４に追い焚き運転の実績が記憶されたか判断する（ステップＳ６）。
このとき、ヒートポンプ制御部２２は、追い焚き運転をしたことの記憶が追い焚き記憶回路８４になく、追い焚き運転の実績がないと判断した場合には、熱交換器１２がある貯湯タンク１１の上層部に、追い焚き運転するのに可能な十分な熱量を有する貯湯温水が残っているため、缶体サーミスタＴ１の検出温度が５０℃未満を検出したときに沸き増し運転を開始するように、補正回路（沸き増し開始温度補正手段）２２ｅ（図２参照）によって開始条件を切替補正する（ステップＳ７）。
【００４９】
そして、ヒートポンプ制御部２２は、追い焚き運転をしたことの記憶が追い焚き記憶回路８４にあり、追い焚き運転の実績があると判断した場合には、浴槽水との熱交換で貯湯温水が熱量不足となっていることにより、追い焚き運転するのに必要な熱量を確保するために、缶体サーミスタＴ１の検出温度が６０℃未満を検出したときに沸き増し運転を開始するように、補正回路２２ｅ（図２参照）によって開始条件を切替補正する（ステップＳ８）。
【００５０】
このように、追い焚き運転をしたことの記憶の有無によって沸き増し運転の開始条件を適宜に変更することにより、例えば、追い焚き運転が行なわれて、浴槽Ｂ内の浴槽水との熱交換によって貯湯温水が熱を奪われて熱量不足状態となっている場合には、沸き増し運転して常に追い焚き運転できるように貯湯温水に熱量を与えることができる。
【００５１】
所定期間内に追い焚き運転をしたことを追い焚き記憶回路８４で記憶していなかった場合には、ヒートポンプ制御部２２のマイコン２２ａが、熱交換器１２の近傍に設けられた缶体サーミスタＴ１で検出した貯湯タンク１１の貯湯温度が、所定温度（５０℃）未満に低下したかを監視する（ステップＳ９のＮｏ）。そして、所定温度（５０℃）未満になれば（ステップＳ９のＹｅｓ）、貯湯タンク１１内の貯湯温度が低下して追い焚き運転の開始条件を満たしているため、加熱用循環ポンプ２３を駆動させて沸き増し運転を開始させる（ステップＳ１１）。
【００５２】
一方、所定期間内に追い焚き運転が行なわれ、追い焚き運転したことを追い焚き記憶回路８４で記憶していた場合には、ヒートポンプ制御部２２のマイコン２２ａが、熱交換器１２の近傍に設けられた缶体サーミスタＴ１で検出した貯湯タンク１１の貯湯温度が、所定温度（６０℃）未満に低下するのかを監視する（ステップＳ１０のＮｏ）。そして、所定温度（６０℃）未満になれば（ステップＳ９のＹｅｓ）、貯湯タンク１１内の貯湯温度が低下して開始条件を満たしているため、加熱用循環ポンプ２３を駆動させて沸き増し運転を開始させる（ステップＳ１１）。
【００５３】
加熱用循環ポンプ２３が駆動して沸き増し運転が開始されると、加熱循環回路７の湯水が流動して、貯湯タンク１１内の下層部の低温水は、入水管７１から加熱手段２１に引き込まれて熱交換され高温水となって出湯管７２から貯湯タンク１１内の上層部に送られる。
貯湯タンク１１内の貯湯温度は、高温水が流入されることによって上昇し、各貯湯温度センサＴ２によって貯湯タンク１１全体の貯湯温度が検出される。ヒートポンプ制御部２２は、その各貯湯温度センサＴ２で検出した貯湯温度が設定貯湯温度以上の適温になったかを監視して（ステップＳ１２）、設定貯湯温度以上になっている場合（ステップＳ１２のＹｅｓ）には、所定温度の貯湯量が所定量に達した判断して、加熱用循環ポンプ２３を停止して沸き増し運転を終了し（ステップＳ１３）、設定貯湯温度未満の場合（ステップＳ１２のＮｏ）には、加熱用循環ポンプ２３を駆動し続けて、設定貯湯温度になるまで沸き増し運転を続行する。
【００５４】
そして、給湯制御部８は、貯湯タンク１１内の貯湯温度が設定貯湯温度に上昇すると、追い炊き運転に必要な熱量が備わり、風呂循環ポンプ５３を駆動開始して追い炊き運転を開始させる（ステップＳ１４）。風呂循環ポンプ５３が駆動すると、浴槽Ｂ内の浴槽水は、風呂復路管５ｂに引き込まれて熱交換器１２で貯湯タンク１１内の高温水と熱交換し、風呂往路管５ａから浴槽Ｂに戻る風呂循環回路５を循環して追い焚きされる。
【００５５】
給湯制御部８は、追い焚き運転が開始されてから風呂戻温度センサ５２によって、風呂戻温度（浴槽水の温度）が、追い焚き記憶回路８４に記憶した目標追い焚き温度以上に追い焚きされたかを監視する（ステップＳ１５、ステップ１５のＮｏ）。
【００５６】
そして、追い焚き運転において、風呂戻温度センサ５２で検出する温度が追い焚き目標温度に上昇すると（ステップＳ１５のＹｅｓ）、給湯制御部８は、風呂循環ポンプ５３の駆動を停止して、追い焚き運転を終了し（ステップＳ１６）、追い焚きタイマ８６がＯＮ（スタート）される（ステップＳ１７）。
この追い焚きタイマ８６によって、追い焚き運転をしてからの追い焚き時間がカウントされて、再び、前記ステップＳ６で沸き増し運転の開始条件を６０℃に設定し直されことにより、貯湯タンク１１内の貯湯温度が所定温度以下に低下することが解消される。
なお、沸き増し運転も行われていた場合は、追い焚き運転の終了と同時に沸き増し運転も終了するようにしてもよい。
【００５７】
このようにして、浴槽Ｂ内の浴槽水の温度は、風呂自動スイッチＲｃがＯＦＦされない場合（ステップＳ１８のＮｏ）、風呂の設定湯温に保温されるように、前記したステップＳ５からステップ１８をインクリメントして常時適温に保持される。
【００５８】
このように、貯湯式給湯装置Ａは、追い焚き運転をしたことの記憶の有無によって沸き増し運転の開始条件を、貯湯タンク１１内の貯湯温度が５０℃未満または６０℃未満になったときのどちらかにして、沸き増し運転を開始することにより、常に、追い焚き運転に必要な熱量を確保できるようにして、追い焚き運転中に熱量不足状態になることを解消した。このため、沸き増し運転を行うこと場合には、常に、短時間で追い焚き運転を完了することができる追い焚き能力が確保される。
【００５９】
また、追い焚き運転する場合には、浴槽Ｂの浴槽水と、貯湯タンク１１の貯湯温水とを熱交換する熱交換器１２の近傍に配置されている缶体サーミスタＴ１による検出温度に基づいて沸き増し運転を開始するため、追い焚き運転開始初期の温度低下を利用した熱量不足の可能性の判別をより正確に行うことができる。
【００６０】
なお、本発明は、前記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。
【００６１】
例えば、本発明の実施形態に係る貯湯式給湯装置Ａにおいて、貯湯タンク１１内の貯湯温水を加熱する手段として、ヒートポンプユニット２を使用した場合を例に挙げて説明したが、これに限らず、電熱ヒータやバーナによるものであっても構わない。
また、熱交換器１２は、貯湯タンク１１内の上層部に１つ設けた例を挙げて説明したが、１つに限定されるものではなく、例えば、貯湯タンク１１の下層部等にも設けて複数であっても構わない。
【図面の簡単な説明】
【００６２】
【図１】本発明に係る貯湯式給湯装置の概略構成図である。
【図２】本発明に係る貯湯式給湯装置を示すブロック図である。
【図３】本発明に係る貯湯式給湯装置による湯張り運転および追い焚き運転を示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００６３】
１      貯湯タンクユニット
２      ヒートポンプユニット（沸き増し運転駆動手段）
５      風呂循環回路
８      給湯制御部
１１    貯湯タンク（缶体）
１２    熱交換器
２１    加熱手段
２２    ヒートポンプ制御部（沸き増し運転制御手段）
２２ｄ  ヒートポンプ記憶回路
２２ｅ  補正回路（沸き増し開始温度補正手段）
５０    追い焚き検出手段
８４    追い焚き記憶回路（追い焚き記憶手段）
８５    湯張りタイマ
８６    追い焚きタイマ
Ａ      貯湯式給湯装置
Ｂ      浴槽
Ｔ１    缶体サーミスタ（温度検出手段）
Ｔ２    貯湯温度センサ（温度検出手段）
【図１】
0004705838.tif 000002
【図２】
0004705838.tif 000003
【図３】
0004705838.tif 000004