(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ヒートポンプユニット(１)と、
上記ヒートポンプユニット(１)で加熱された温水を貯える貯湯タンク(２)と、
上記貯湯タンク(２)内に配置され、給湯水が内部を流れる熱交換器(３)と、
上記貯湯タンク(２)内に貯められた温水を上記貯湯タンク(２)外の暖房端末(８)を経由させた後、再び、上記貯湯タンク(２)内に戻して循環させるための循環回路(４)と、
上記循環回路(４)を流れる温水の温度を検出する温度センサ(４６，４７，１４７)と、
上記暖房端末(８)に供給する温水の温度および流量の少なくとも一方を調節することにより、上記暖房端末(８)から出る戻り温水の温度と、上記暖房端末(８)に入る往き温水の温度との少なくとも一方を所定の温度に調節する温度調節部(４５，４８)と、
外気温度を検出する外気温度センサ(１８)と、
上記温度センサ(４６，４７，１４７)から、上記循環回路(４)を流れる温水の温度を示す出力を受け、かつ、上記外気温度センサ(１８)から、上記外気温度を示す出力を受けると共に、上記温度センサ(４６，４７，１４７)の出力と上記外気温度センサ(１８)の出力とに基づいて、上記温度調節部(４５，４８)を制御する制御部(７)と
を備え、
上記温度センサ(４６，４７，１４７)は、上記暖房端末(８)から出る戻り温水の温度を検出する戻り温水センサ(４７，１４７)と、上記暖房端末(８)に入る往き温水の温度を検出する往き温水センサ(４６)とを含み、
上記ヒートポンプユニット(１)の沸き上げ運転中、上記制御部(７)は、上記外気温度センサ(１８)からの信号に基づき、上記外気温度センサ(１８)が検出した外気温度が予め定めた基準値以下であって暖房負荷が比較的大きいと判断すると、上記暖房端末(８)の暖房能力を高くする第１の制御を優先的に行う一方、上記外気温度センサ(１８)からの信号に基づき、上記外気温度センサ(１８)が検出した外気温度が予め定めた基準値よりも高くて暖房負荷が比較的小さいと判断すると、上記ヒートポンプユニット(１)の成績係数を向上させる第２の制御を優先的に行い、
上記第１の制御では、上記制御部(７)が、上記戻り温水センサ(４７)の出力に基づいて、上記暖房端末(８)から出る戻り温水の温度が外気温度に基づいた予め定められた戻り温水温度になるように上記温度調節部(４８)を制御し、
上記第２の制御では、上記制御部(７)が、上記往き温水センサ(４６)の出力に基づいて、上記暖房端末(８)に入る往き温水の温度が外気温度に基づいた予め定められた往き温水温度になるように上記温度調節部(４５)を制御することを特徴とする暖房給湯装置。
【請求項２】
請求項１に記載の暖房給湯装置において、
上記温度調節部(４５，４８)は、上記暖房端末(８)に供給する温水の温度および流量の少なくとも一方を調節することにより、上記暖房端末(８)から出る戻り温水の温度、および、上記暖房端末(８)に入る往き温水の温度を調節することを特徴とする暖房給湯装置。
【請求項３】
請求項１または２に記載の暖房給湯装置において、
上記貯湯タンク(２)の上部に、上記貯湯タンク(２)内に貯められた温水を取り出すための第１取水口(４２)が設けられる一方、上記貯湯タンク(２)の下部に、上記暖房端末(８)から出た温水を上記貯湯タンク(２)に戻すための戻し口(４３)が設けられ、
上記循環回路(４)は、上記第１取水口(４２)と上記戻し口(４３)とに接続されていることを特徴とする暖房給湯装置。
【請求項４】
請求項３に記載の暖房給湯装置において、
上記貯湯タンク(２)の下部に、上記貯湯タンク(２)内に貯められた温水を上記ヒートポンプユニット(１)に供給するための供給口(５３)が設けられていることを特徴とする暖房給湯装置。
【請求項５】
請求項１から４までのいずれか一項に記載の暖房給湯装置において、
上記貯湯タンク(２)内の上下方向の略中央部にはヒータ(６)が配置されていることを特徴とする暖房給湯装置。
【請求項６】
請求項５に記載の暖房給湯装置において、
上記貯湯タンク(２)の上下方向の略中央部に、上記貯湯タンク(２)内に貯められた温水を取り出すための第２取水口(４１)が、上記ヒータ(６)近傍かつ上方に位置するように設けられ、
上記循環回路(４)は上記第２取水口(４１)に接続されていることを特徴とする暖房給湯装置。
【請求項７】
請求項１から６までのいずれか一項に記載の暖房給湯装置において、
上記熱交換器(３)は上記貯湯タンク(２)内の下部領域から上部領域に渡って配置されていて、給湯水が上記貯湯タンク(２)の下部に入って上記貯湯タンク(２)の上部から出ることを特徴とする暖房給湯装置。
【請求項８】
請求項１から７までのいずれか一項に記載の暖房給湯装置において、
上記温度調節部(４５，４８)は、上記貯湯タンク(２)と上記暖房端末(８)との間の上記循環回路(４)に設けられて回転速度が調整可能な循環ポンプ(４８)を含むことを特徴とする暖房給湯装置。
【請求項９】
請求項１から８までのいずれか一項に記載の暖房給湯装置において、
上記温度調節部(４５，４８)は、上記貯湯タンク(２)を出て上記暖房端末(８)に向かう温水と、上記暖房端末(８)から出た温水とを混合して、上記暖房端末(８)に供給する混合弁(４５)を含むことを特徴とする暖房給湯装置。
【請求項１０】
請求項１から９までのいずれか一項に記載の暖房給湯装置において、
上記ヒートポンプユニット(１)からの温水を、上記貯湯タンク(２)の上部、あるいは、上記貯湯タンク(２)の下部に供給可能な沸き上げ用三方弁(５２)を備えたことを特徴とする暖房給湯装置。
【請求項１１】
請求項１に記載の暖房給湯装置において、
上記外気温度の予め定められた基準値は、上記暖房端末(８)を設置する住宅の断熱性能、床面積によって定められていることを特徴とする暖房給湯装置。
【請求項１２】
請求項１から１１までのいずれか一項に記載の暖房給湯装置において、
上記循環回路(４)は、上記往き温水が流れる往き配管(１０１)と、上記戻り温水が流れる戻り配管(１０２)とを有し、
一端が上記往き配管(１０１)に接続される一方、他端が上記戻り配管(１０２)に接続されたバイパス流路(４４)を備えたことを特徴とする暖房給湯装置。
【請求項１３】
請求項１２に記載の暖房給湯装置において、
上記バイパス流路(４４)の他端が上記戻り配管(１０２)に接続する点と、上記貯湯タンク(２)との間に、上記戻り温水の流通を停止させる流通停止部(１０３)が設けられており、
上記温度センサ(１４７)の出力に基づき、上記戻り温水の温度が所定の暖房回路戻り目標温度以下であるか否かを判定する判定手段(Ｓ１１)と、
上記判定手段(Ｓ１１)が、上記暖房端末(８)から出る戻り温水の温度が所定の暖房回路戻り目標温度以下であると判定したとき、上記戻り温水を上記流通停止部(１０３)を介して上記貯湯タンク(２)へ流す第１の流通制御手段(Ｓ１２)と、
上記判定手段(Ｓ１１)が、上記暖房端末(８)から出る戻り温水の温度が所定の暖房回路戻り目標温度以下でないと判定したとき、上記貯湯タンク(２)への上記戻り温水の流通を上記流通停止部(１０３)で停止させると共に、上記貯湯タンク(２)内の温水を上記ヒートポンプユニット(１)へ送る第２の流通制御手段(Ｓ１３)と
を備えることを特徴とする暖房給湯装置。
【請求項１４】
請求項１から１３までのいずれか一項に記載の暖房給湯装置において、
上記ヒートポンプユニット(１)はＣＯ２冷媒を使用することを特徴とする暖房給湯装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、暖房および給湯に使用される暖房給湯装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、暖房給湯装置としては、特開２００４−２３２９１４号公報（特許文献１）に開示されたものがある。この暖房給湯装置は、ヒートポンプと、このヒートポンプで加熱された温水を貯える貯湯タンクと、この貯湯タンク内の上部領域のみに配置された熱交換器と、この熱交換器に接続された暖房機とを備えている。
【０００３】
上記貯湯タンクは出湯管を介して蛇口に接続されている。この蛇口を開くことにより、貯湯タンクに貯えた温水を蛇口から取り出すことができる。
【０００４】
上記暖房機は貯湯タンクに貯えた温水を利用して暖房運転を行う。より詳しくは、上記暖房運転が開始されると、熱交換器内の熱媒は貯湯タンク内の温水によって加熱される。この加熱された熱媒は、暖房機に送られて暖房機から室内に熱を放出する。
【０００５】
ところが、上記従来の暖房給湯装置は、深夜電力を用いた給湯器の付加的機能として暖房運転を行うため、暖房運転時、室内に放出すべき熱を貯湯タンク内の温水から熱交換器を介して取り出しているので、その熱を取り出す効率は悪くなっている。すなわち、上記貯湯タンク内の温水の熱を効率良く暖房機に供給することができない。
【０００６】
したがって、上記従来の暖房給湯装置は、冬場２４時間暖房運転して、例えば暖房負荷：給湯負荷が１０：１となるような例えば北欧等の暖房負荷の高い地域では十分な暖房を行うことができないという問題がある。
【特許文献１】特開２００４−２３２９１４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
そこで、本発明の課題は、例えば北欧等の暖房負荷の高い地域でも十分な暖房を行うことができる暖房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】
【０００８】
上記課題を解決するため、本発明の暖房給湯装置は、
ヒートポンプユニットと、
上記ヒートポンプユニットで加熱された温水を貯える貯湯タンクと、
上記貯湯タンク内に配置され、給湯水が内部を流れる熱交換器と、
上記貯湯タンク内に貯められた温水を上記貯湯タンク外の暖房端末を経由させた後、再び、上記貯湯タンク内に戻して循環させるための循環回路と、
上記循環回路を流れる温水の温度を検出する温度センサと、
上記暖房端末に供給する温水の温度および流量の少なくとも一方を調節することにより、上記暖房端末から出る戻り温水の温度と、上記暖房端末に入る往き温水の温度との少なくとも一方を所定の温度に調節する温度調節部と、
外気温度を検出する外気温度センサと、
上記温度センサから、上記循環回路を流れる温水の温度を示す出力を受け、かつ、上記外気温度センサから、上記外気温度を示す出力を受けると共に、上記温度センサの出力と上記外気温度センサの出力とに基づいて、上記温度調節部を制御する制御部と
を備え、
上記温度センサは、上記暖房端末から出る戻り温水の温度を検出する戻り温水センサと、上記暖房端末に入る往き温水の温度を検出する往き温水センサとを含み、
上記ヒートポンプユニットの沸き上げ運転中、上記制御部は、上記外気温度センサからの信号に基づき、上記外気温度センサが検出した外気温度が予め定めた基準値以下であって暖房負荷が比較的大きいと判断すると、上記暖房端末の暖房能力を高くする第１の制御を優先的に行う一方、上記外気温度センサからの信号に基づき、上記外気温度センサが検出した外気温度が予め定めた基準値よりも高くて暖房負荷が比較的小さいと判断すると、上記ヒートポンプユニットの成績係数を向上させる第２の制御を優先的に行い、
上記第１の制御では、上記制御部が、上記戻り温水センサの出力に基づいて、上記暖房端末から出る戻り温水の温度が外気温度に基づいた予め定められた戻り温水温度になるように上記温度調節部を制御し、
上記第２の制御では、上記制御部が、上記往き温水センサの出力に基づいて、上記暖房端末に入る往き温水の温度が外気温度に基づいた予め定められた往き温水温度になるように上記温度調節部を制御することを特徴としている。
【０００９】
上記構成の暖房給湯装置によれば、暖房運転を開始すると、貯湯タンクに貯えた温水が循環経路を介して暖房端末へ流れ、再び、貯湯タンクに戻る。これにより、上記温水の熱は暖房端末を介して室内に放出される。すなわち、上記暖房端末は、貯湯タンク内の温水の熱を直接取り出し、室内に放出する。
【００１０】
したがって、上記貯湯タンク内の温水の熱を暖房端末に効率良く供給できるので、例えば北欧等の暖房負荷の高い地域でも十分な暖房を行うことができる。
【００１１】
従来においては、貯湯タンク内の熱交換器を介して熱を取り出して、暖房端末に供給していたから、効率が悪くて、十分な暖房を行うことができなかった。
【００１２】
また、上記温度調節部は、暖房端末に供給する温水の温度および流量の少なくとも一方を調節することにより、暖房端末から出る戻り温水、または、暖房端末に入る往き温水の温度を所定の温度に調節する。このとき、上記制御部が、循環回路を流れる温水の温度を検出する温度センサの出力に基づいて、温度調節部を制御する。
【００１３】
したがって、上記暖房端末に入る往き温水の温度の調節精度が高く、暖房端末に所望の暖房性能を発揮させることができる。
【００１４】
また、上記温度調節部が、暖房端末に供給する温水の温度および流量の少なくとも一方を調節することによって、暖房端末から出る温水の温度を過度に高くならないようにして低く調節すると、低温の温水が貯湯タンクに戻り、貯湯タンク内の温水の温度が下がる。
【００１５】
したがって、上記ヒートポンプユニットに貯湯タンク内の低温の温水を送ることができるので、ヒートポンプユニットのＣＯＰ（成績係数）を高くすることができる。
【００１６】
また、上記温度調節部が、暖房端末に供給する温水の温度および流量の少なくとも一方を調節することによって、暖房端末から出る温水の温度を、暖房に要求される所望の高い温度に調節すると、高温の温水が貯湯タンクに戻るので、貯湯タンク内の温水は高温となる。
【００１７】
したがって、上記貯湯タンク内の高温の温水は循環回路を流れて暖房端末に入るので、暖房能力を高くすることができる。
また、上記ヒートポンプユニットの沸き上げ運転中、制御部は、外気温度センサからの信号に基づき、外気温度センサが検出した外気温度が予め定めた基準値以下であって暖房負荷が比較的大きいと判断すると、暖房端末の暖房能力を高くする第１の制御を優先的に行う。この第１の制御では、制御部が、戻り温水センサの出力に基づいて、暖房端末から出る戻り温水の温度が外気温度に基づいた予め定められた戻り温水温度になるように温度調節部を制御する。これにより、上記暖房端末から出る戻り温水の温度を高くして、暖房端末に入る温水の温度を上げることができる。
したがって、上記外気温度が過度に低い温度であれば、暖房端末の暖房性能を高くして、室内が冷えるのを防ぐことができる。
また、上記ヒートポンプユニットの沸き上げ運転中、制御部は、外気温度センサからの信号に基づき、外気温度センサが検出した外気温度が予め定めた基準値よりも高くて暖房負荷が比較的小さいと判断すると、ヒートポンプユニットの成績係数を向上させる第２の制御を優先的に行う。この第２の制御では、制御部が、往き温水センサの出力に基づいて、暖房端末に入る往き温水の温度が外気温度に基づいた予め定められた往き温水温度になるように温度調節部を制御する。これにより、上記暖房端末に入る往き温水の温度を低くして、暖房端末から出る戻り温水の温度をできる限り低くすることができる。
したがって、上記外気温度が過度に低い温度でなければ、暖房端末の暖房性能を低く抑えて、エネルギの無駄な消費を防ぐことができると共に、ヒートポンプユニットに、温度をできる限り低くした温水を供給して、ヒートポンプユニットのＣＯＰを向上させることができる。
【００１８】
一実施形態の暖房給湯装置では、
上記温度調節部は、上記暖房端末に供給する温水の温度および流量の少なくとも一方を調節することにより、上記暖房端末から出る戻り温水の温度、および、上記暖房端末に入る往き温水の温度を調節する。
【００１９】
上記実施形態の暖房給湯装置によれば、上記温度調節部が暖房端末から出る戻り温水の温度、および、上記暖房端末に入る往き温水の温度を調節するので、暖房負荷に応じた運転を確実に行うことができる。
【００２０】
【００２１】
【００２２】
【００２３】
【００２４】
【００２５】
【００２６】
【００２７】
【００２８】
【００２９】
一実施形態の暖房給湯装置では、
上記貯湯タンクの上部に、上記貯湯タンク内に貯められた温水を取り出すための第１取水口が設けられる一方、上記貯湯タンクの下部に、上記暖房端末から出た温水を上記貯湯タンクに戻すための戻し口が設けられ、
上記循環回路は、上記第１取水口と上記戻し口とに接続されている。
【００３０】
上記実施形態の暖房給湯装置によれば、上記第１取水口は、貯湯タンクの上部に設けられているので、貯湯タンク内の上部領域にある比較的高温の温水を取り出して暖房端末に送ることができる。したがって、上記比較的高温の温水で暖房を行うことができる。
【００３１】
また、上記戻し口は、貯湯タンクの下部に設けられているので、暖房端末で比較的低温になった温水を貯湯タンク内の下部領域に戻すことができる。したがって、上記貯湯タンク内の上部領域の比較的高温の温水が、暖房端末で比較的低温になった温水と混ざって低温になるのを防ぐことできる。
【００３２】
一実施形態の暖房給湯装置では、
上記貯湯タンクの下部に、上記貯湯タンク内に貯められた温水を上記ヒートポンプユニットに供給するための供給口が設けられている。
【００３３】
上記実施形態の暖房給湯装置によれば、上記暖房端末から出た温水を貯湯タンクに戻すための戻し口が貯湯タンクの貯湯タンクの下部にあることと、貯湯タンク内に貯められた温水をヒートポンプユニットに供給するための供給口が貯湯タンクの下部にあることとが相俟って、ヒートポンプユニットには常に比較的低温の温水が供給されるため、ヒートポンプユニットのＣＯＰ（成績係数）が向上する。特に、上記ヒートポンプユニットの冷媒がＣＯ２冷媒であると、ＣＯＰが向上する。
【００３４】
一実施形態の暖房給湯装置では、
上記貯湯タンク内の上下方向の略中央部にはヒータが配置されている。
【００３５】
上記実施形態の暖房給湯装置によれば、上記貯湯タンク内にヒータを配置しているので、ヒートポンプユニットの故障時に、貯湯タンク内の温水の温度を、ヒータで保ったり、上げたりすることができる。
【００３６】
また、上記ヒートポンプユニットが温水に与える熱量が不足している時、貯湯タンク内にヒータがあるので、ヒータがその不足分の熱量を温水に供給することができる。
【００３７】
また、上記ヒータは貯湯タンク内の上下方向の略中央部に配置されているので、主として、ヒータよりも上方にある、貯湯タンク内の上部領域の温水を加熱することになる。このとき、上記貯湯タンク内の上部領域の温水は、元々、貯湯タンク内の下部領域の温水に比べて高温だから、ヒータの加熱によって短時間でさらに高温となる。
【００３８】
したがって、暖房負荷が瞬間的に増大しても、上記貯湯タンク内の上部領域でさらに高温となった温水を暖房端末に即座に送ることができる。
【００３９】
一実施形態の暖房給湯装置では、
上記貯湯タンクの上下方向の略中央部に、上記貯湯タンク内に貯められた温水を取り出すための第２取水口が、上記ヒータ近傍かつ上方に位置するように設けられ、
上記循環回路は上記第２取水口に接続されている。
【００４０】
上記実施形態の暖房給湯装置によれば、暖房運転時、暖房負荷が瞬間的に増大すると、貯湯タンク内の温水をヒータで高温にし、この高温の温水を循環回路の第２取水口から取り出して暖房端末に送る。このとき、上記第２取水口は、貯湯タンクの上下方向の略中央部に設けられて、ヒータ近傍かつ上方に位置しているので、ヒータで加熱した直後の温水を取り出して暖房端末に送ることができる。
【００４１】
したがって、暖房負荷が瞬間的に増大しても、暖房負荷の瞬間的な増大に迅速かつ確実に対応することができる。
【００４２】
一実施形態の暖房給湯装置では、
上記熱交換器は上記貯湯タンク内の下部領域から上部領域に渡って配置されていて、給湯水が上記貯湯タンクの下部に入って上記貯湯タンクの上部から出る。
【００４３】
上記実施形態の暖房給湯装置によれば、上記熱交換器は貯湯タンク内の下部領域から上部領域に渡って配置されていて、給湯水が貯湯タンクの下部に入って貯湯タンクの上部から出るので、給湯水は熱交換器内を流れる間に貯湯タンク内の温水で十分に加熱される。したがって、上記熱交換器から高温の給湯水を出湯できる。
【００４４】
一実施形態の暖房給湯装置では、
上記温度調節部は、上記貯湯タンクと上記暖房端末との間の上記循環回路に設けられて回転速度が調整可能な循環ポンプを含む。
【００４５】
上記実施形態の暖房給湯装置によれば、上記循環ポンプは、貯湯タンクと暖房端末の間の循環回路に設けられて回転速度が調整可能であるから、暖房端末へ供給する温水の流量を容易かつ確実に調節することができる。
【００４６】
一実施形態の暖房給湯装置では、
上記温度調節部は、上記貯湯タンクを出て上記暖房端末に向かう温水と、上記暖房端末から出た温水とを混合して、上記暖房端末に供給する混合弁を含む。
【００４７】
上記実施形態の暖房給湯装置によれば、上記混合弁は、貯湯タンクを出て暖房端末に向かう温水と、暖房端末から出た温水とを混合して、暖房端末に供給するので、貯湯タンク内の温水とは異なる温度の温水を暖房端末に確実に供給することができる。
【００４８】
一実施形態の暖房給湯装置は、
上記ヒートポンプユニットからの温水を、上記貯湯タンクの上部、あるいは、上記貯湯タンクの下部に供給可能な沸き上げ用三方弁を備えている。
【００４９】
上記実施形態の暖房給湯装置によれば、上記沸き上げ用三方弁が、ヒートポンプユニットからの温水を貯湯タンクの下部に供給することにより、給湯運転および暖房運転の停止中に貯湯タンク内の温水の凍結を効果的に防ぐことができる。
【００５０】
一実施形態の暖房給湯装置では、
上記外気温度の予め定められた基準値は、上記暖房端末を設置する住宅の断熱性能、床面積によって定められている。
【００５１】
上記実施形態の暖房給湯装置によれば、上記外気温度の予め定められた基準値は、上記暖房端末を設置する住宅の断熱性能、床面積によって定められているので、その基準値を用いて適切な暖房を室内に行うことができる。
【００５２】
一実施形態の暖房給湯装置では、
上記循環回路は、上記往き温水が流れる往き配管と、上記戻り温水が流れる戻り配管とを有し、
一端が上記往き配管に接続される一方、他端が上記戻り配管に接続されたバイパス流路を備えている。
【００５３】
上記実施形態の暖房給湯装置によれば、上記バイパス流路を備えているので、暖房端末を出た戻り温水の一部がバイパス流路を介して往き配管へ流れる。
【００５４】
したがって、上記貯湯タンク内に流入する戻り温水の量が少なくなるので、貯湯タンク内の温水の攪拌を防ぐことができる。
【００５５】
また、上記貯湯タンク内の温水の攪拌を防ぐことによって、貯湯タンクの下部内の温水を比較的低温に保つことができるので、貯湯タンクの下部内の温水をヒートポンプユニットに送って、ヒートポンプユニットのＣＯＰを高く保つことができる。
【００５６】
一実施形態の暖房給湯装置では、
上記バイパス流路の他端が上記戻り配管に接続する点と、上記貯湯タンクとの間に、上記戻り温水の流通を停止させる流通停止部が設けられており、
上記温度センサの出力に基づき、上記戻り温水の温度が所定の暖房回路戻り目標温度以下であるか否かを判定する判定手段と、
上記判定手段が、上記暖房端末から出る戻り温水の温度が所定の暖房回路戻り目標温度以下であると判定したとき、上記戻り温水を上記流通停止部を介して上記貯湯タンクへ流すと共に、上記貯湯タンクの下部内の温水を上記ヒートポンプユニットへ送る第１の流通制御手段と、
上記判定手段が、上記暖房端末から出る戻り温水の温度が所定の暖房回路戻り目標温度以下でないと判定したとき、上記貯湯タンクへの上記戻り温水の流通を上記流通停止部で停止させると共に、上記貯湯タンクの下部内の温水を上記ヒートポンプユニットへ送る第２の流通制御手段と
を備える。
【００５７】
上記実施形態の暖房給湯装置によれば、上記流通停止部が、バイパス流路の他端が戻り配管に接続する点と、貯湯タンクとの間に設けられているので、その間の戻り温水の流通を停止させると、戻り温水は、貯湯タンク内に流入せず、貯湯タンク内の温水の攪拌を引き起こさない。
【００５８】
したがって、上記貯湯タンクの下部内の温水を確実に比較的低温に保つことができるので、貯湯タンクの下部内の温水をヒートポンプユニットに送って、ヒートポンプユニットのＣＯＰを確実に高く保つことができる。
【００５９】
一実施形態の暖房給湯装置では、
上記ヒートポンプユニットはＣＯ２冷媒を使用する。
【００６０】
上記実施形態の暖房給湯装置によれば、上記ヒートポンプユニットはＣＯ２冷媒を使用するので、ヒートポンプユニットは高温出湯できる。
【発明の効果】
【００６１】
本発明の暖房給湯装置によれば、貯湯タンクに貯えた温水を循環経路を介して暖房端末に送ることによって、その温水の熱を熱交換器を経由しないで暖房端末に効率良く供給できるので、例えば北欧等の冬場２４時間暖房運転するような暖房負荷の高い地域で十分な暖房を行うことができる。
【００６２】
また、上記温度調節部が、暖房端末から出る温水の温度を低く調節することによって、貯湯タンク内の温水の温度を低温にしてヒートポンプユニットに供給できるので、ヒートポンプユニットのＣＯＰを高くすることができる。
【００６３】
また、上記温度調節部が、暖房端末から出る温水の温度を高く調節することによって、貯湯タンク内の温水の温度を高温にして暖房端末に供給できるので、暖房能力を高くすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００６４】
以下、本発明の暖房給湯装置を図示の実施の形態により詳細に説明する。
【００６５】
（第１実施形態）
図１は、本発明の第１実施形態の暖房給湯装置の構成を示す模式図である。
【００６６】
上記暖房給湯装置は、ヒートポンプユニット１、貯湯タンク２、給湯用熱交換器３および暖房用循環回路４を備えている。なお、上記給湯用熱交換器３は熱交換器の一例であり、暖房用循環回路４は循環回路の一例である。
【００６７】
上記ヒートポンプユニット１は冷媒回路１６および電動送風機１７を備え、貯湯タンク２内の水を沸き上げて温水にする。
【００６８】
上記冷媒回路１６は、蒸発器１１、圧縮機１２、凝縮器１３、過冷却熱交換器１４および膨張弁１５を有している。この冷媒回路１６ではＣＯ２冷媒が循環する。
【００６９】
上記ＣＯ２冷媒は、蒸発器１１において、電動送風機１７から送られた空気中の熱を吸収して高温となる。そして、上記ＣＯ２冷媒は、圧縮機１２で圧縮されてさらに高温となった後、凝縮器１３に到達して熱を放出する。これにより、上記ＣＯ２冷媒は、凝縮器１３に入る前に比べて低温となって、過冷却熱交換器１４へ向かって流れる。そして、上記ＣＯ２冷媒は、その過冷却熱交換器１４でさらに冷却された後、膨張弁１５を経て、蒸発器１１に戻る。
【００７０】
また、上記ヒートポンプユニット１は、沸き上げ用循環回路５を介して貯湯タンク２と接続されている。
【００７１】
上記沸き上げ用循環回路５には、沸き上げ用循環ポンプ５１および沸き上げ用三方弁５２が設けられている。そして、上記沸き上げ用循環回路５は、第２暖房往き接続口４２と、沸き上げ用の供給口５３と、凍結防止水戻し接続口５４とに接続されている。なお、上記第２暖房往き接続口４２は第１取水口の一例である。
【００７２】
上記供給口５３は貯湯タンク２の下部に設けられている。これにより、上記貯湯タンク２内の下部領域にある比較的低温の温水を、供給口５３を介して沸き上げ用循環ポンプ５１に供給することができる。
【００７３】
上記沸き上げ用循環ポンプ５１は、貯湯タンク２内の下部領域にある比較的低温の温水を吸い込み、この吸い込んだ比較的低温の温水を凝縮器１３へ向けて吐出する。
【００７４】
上記凝縮器１３ではＣＯ２冷媒と温水とが熱交換されて、その温水が高温になる。この凝縮器１３を出た高温の温水は沸き上げ用三方弁５２へ向かう。
【００７５】
上記沸き上げ用三方弁５２は、給湯運転中および暖房運転中、凝縮器１３からの高温の温水を、第２暖房往き接続口４２を介して貯湯タンク２内の上部領域に流す。また、ヒートポンプユニット１の起動時などの際に、まだヒートポンプユニットの凝縮器から出る温水が十分に高温となっていない場合、該温水は貯湯タンク２の上部ではなく、貯湯タンク２の下部に戻されるように沸き上げ用三方弁５２が制御される。このように温水の温度により戻り口を切り替えることで、十分に高温になっていない温水が貯湯タンク２の上部に戻って貯湯タンク２内の温度分布が乱れるのを防止できる。
【００７６】
上記貯湯タンク２はヒートポンプユニット１で加熱された温水を貯える。また、上記貯湯タンク２内の上下方向の略中央部にはヒータ６を配置していて、このヒータ６は貯湯タンク２内の温水を直接加熱する。また、図示しないが、上記貯湯タンク２内の各部の温水の温度を検出するため、複数の温度センサを貯湯タンク２に設けている。この複数の温度センサは、貯湯タンク２内の各部の温水の温度を検出し、その温度を示す信号を制御部７に送る。なお、上記制御部７は制御部の一例である。
【００７７】
上記貯湯タンク２内の下部領域の温水の温度を示す信号は、圧縮機１２および沸き上げ用循環ポンプ５１のＯＮ／ＯＦＦ制御に使用される。つまり、上記制御部７は、貯湯タンク２内の下部領域の温水の温度に基づいて、圧縮機１２および沸き上げ用循環ポンプ５１のＯＮ／ＯＦＦ制御する。
【００７８】
上記給湯用熱交換器３は、コイル状のパイプから成って、貯湯タンク２内の下部領域から上部領域に渡って配置されている。給湯水は給湯用熱交換器３内を流れることによって加熱される。より詳しくは、上記給湯水は、貯湯タンク２の下部から貯湯タンク２内に入って、貯湯タンク２内の下部領域に配置された給湯用熱交換器３を上方に向かって流れる。そして、上記給湯水は、貯湯タンク２内の上部領域に配置された給湯用熱交換器３を上方に向かって流れた後、貯湯タンク２の上部から貯湯タンク２外に出る。
【００７９】
また、上記貯湯タンク２から出た給湯水の温度が高すぎた場合、給湯用混合弁３１を開いて、貯湯タンク２から出た給湯水と、貯湯タンク２に流入する前の給湯水とを混ぜ合わせる。これにより、上記貯湯タンク２から出た給湯水の温度を下げることができる。
【００８０】
上記暖房用循環回路４は、貯湯タンク２内に貯められた温水を貯湯タンク２外の複数のラジエタ８を経由させた後、再び、貯湯タンク２内に戻して循環させるためのものである。そして、上記暖房用循環回路４は、第１，第２暖房往き接続口４１，４２と暖房戻り接続口４３とに接続されている。なお、上記第１暖房往き接続口４１は第２取水口の一例である。なお、上記ラジエタ８は暖房端末の一例である。暖房端末として、これに代えて、あるいは、これと併せて、床暖房パネルやファンコイルなどを用いてもよい。
【００８１】
上記第１暖房往き接続口４１は、貯湯タンク２内の温水を取り出すためのものである。この第１暖房往き接続口４１は、貯湯タンク２の上下方向の略中央部に設けられて、ヒータ６近傍かつ上方に位置している。これにより、上記ヒータ６で加熱された直後の温水を、第１暖房往き接続口４１から取り出し、複数のラジエタ８に送ることができる。
【００８２】
上記第２暖房往き接続口４２も、上記第１暖房往き接続口４１と同様に、貯湯タンク２内の温水を取り出すためのものである。この第２暖房往き接続口４２は貯湯タンク２の上部に設けられている。これにより、上記貯湯タンク２内の上部領域の温水を、第２暖房往き接続口４２から取り出し、複数のラジエタ８へ送ることができる。また、上記第２暖房往き接続口４２は沸き上げ戻り接続口を兼用している。
【００８３】
上記各ラジエタ８は、貯湯タンク２から流れてきた温水の熱を直接取り出し、室内に放出する。そして、上記温水は、低温となり、各ラジエタ８を出て、暖房戻り接続口４３へ向かって流れる。
【００８４】
上記暖房戻り接続口４３は貯湯タンク２の下部に設けられている。これにより、上記暖房戻り接続口４３から出た温水を、貯湯タンク２内の下部領域の温水と混ぜることができる。
【００８５】
また、上記暖房用循環回路４には、バイパス配管４４、暖房用混合弁４５、第１，第２温度センサ４６，４７、暖房用循環ポンプ４８および暖房用三方弁４９が設けられている。なお、上記バイパス配管４４はバイパス流路の一例、暖房用混合弁４５は混合弁の一例、暖房用循環ポンプ４８は循環ポンプの一例、第１温度センサ４６は往き温水センサの一例、第２温度センサ４７は戻り温水センサの一例である。
【００８６】
上記バイパス配管４４は、ラジエタ８から暖房戻り接続口４３へ流れる温水の一部を暖房用混合弁４５へ案内する。
【００８７】
上記暖房用混合弁４５は、貯湯タンク２からの温水が流入する入口と、バイパス配管４４からの温水が流入する入口とを有している。詳しくは後述するが、上記暖房用混合弁４５の各入口の開度は制御部７によって調節される。
【００８８】
上記第１温度センサ４６は、貯湯タンク２からラジエタ８へ向かう温水の温度を検出し、この温度を示す信号を制御部７に送る。
【００８９】
上記第２温度センサ４７は、ラジエタ８から貯湯タンク２へ向かう温水の温度を検出し、この温度を示す信号を制御部７に送る。
【００９０】
上記制御部７は、外気温度センサ１８から、外気温度を示す信号を受けると共に、室内温度センサ（図示せず）から、室内温度を示す信号を受ける。
【００９１】
上記暖房用循環ポンプ４８は、第２暖房往き接続口４２または第１暖房往き接続口４１を介して貯湯タンク２内の温水を吸い込み、複数のラジエタ８に向けて吐出する。
【００９２】
上記暖房用三方弁４９は、貯湯タンク２内の温水の高温領域が第１暖房往き接続口４１近傍に存在している場合、第１暖房往き接続口４１から温水を取り出す。また、上記暖房用三方弁４９は、貯湯タンク２内の温水の高温領域が第１暖房往き接続口４１近傍に存在していない場合、第２暖房往き接続口４２から温水を取り出す。この暖房用三方弁４９の切り替えは制御部７によって行われる。つまり、上記制御部７は、貯湯タンク２内の各部の温水の温度を検出するための複数の温度センサからの信号に基づいて、暖房用三方弁４９の切り替えを行う。
【００９３】
上記構成の暖房給湯装置が暖房運転を開始すると、暖房用循環ポンプ４８が稼働する。これにより、上記貯湯タンク２に貯えた温水が複数のラジエタ８に送られ、再び、貯湯タンク２に戻る。このとき、上記温水の熱はラジエタ８を介して室内に放出される。すなわち、上記各ラジエタ８は、貯湯タンク２内の温水の熱を直接取り出し、室内に放出する。
【００９４】
したがって、上記貯湯タンク２内の温水の熱をラジエタ８に効率良く供給できるので、例えば北欧等の暖房負荷の高い地域でも十分な暖房を行うことができる。
【００９５】
また、上記給湯用熱交換器３は貯湯タンク２内の下部領域から上部領域に渡って配置されていて、給湯水が貯湯タンク２の下部に入って貯湯タンク２の上部から出るので、給湯水は給湯用熱交換器３内を流れる間に貯湯タンク２内の温水で十分に加熱される。したがって、上記給湯用熱交換器３から高温の給湯水を出湯できる。
【００９６】
また、上記ラジエタ８で比較的低温になった温水は暖房戻り接続口４３から貯湯タンク２内に戻るので、その比較的低温になった温水を貯湯タンク２内の下部領域に戻すことができる。したがって、上記貯湯タンク２内の上部領域の比較的高温の温水が、ラジエタ８で比較的低温になった温水と混ざって低温になるのを防ぐことできる。
【００９７】
また、上記貯湯タンク２の下部に供給口５３が設けられているので、その貯湯タンク２内の下部領域にある比較的低温の温水がヒートポンプユニット１の凝縮器１３に供給される。したがって、上記ヒートポンプユニット１のＣＯＰが向上する。
【００９８】
また、上記ヒートポンプユニット１の故障時には、ヒータ６で貯湯タンク２内の温水を直接加熱することによって、貯湯タンク２内の温水の温度を保ったり、上げたりすることができる。
【００９９】
また、上記ヒートポンプユニット１が温水に与える熱量が不足している時にも、その不足分の熱量をヒータ６で補うことができる。
【０１００】
また、上記ヒータ６は貯湯タンク２内の上下方向の略中央部に配置されているので、
主として、ヒータ６よりも上方にある温水を加熱することになる。このとき、上記貯湯タンク２内の上部領域の温水は、元々、貯湯タンク２内の下部領域の温水に比べて高温だから、ヒータ６の加熱によって短時間でさらに高温となる。
【０１０１】
したがって、暖房負荷が瞬間的に増大しても、上記貯湯タンク２内の上部領域でさらに高温となった温水をラジエタ８に即座に送ることができる。
【０１０２】
また、暖房運転時、暖房負荷が瞬間的に増大すると、貯湯タンク２内の温水をヒータ６で高温にし、この高温の温水を暖房用循環回路４の第１暖房往き接続口４１から取り出してラジエタ８に送る。このとき、上記第１暖房往き接続口４１は、貯湯タンク２の上下方向の略中央部に設けられて、ヒータ６近傍かつ上方に位置しているので、ヒータ６で加熱した直後の温水を取り出してラジエタ８に送ることができる。
【０１０３】
したがって、暖房負荷が瞬間的に増大しても、暖房負荷の瞬間的な増大に迅速かつ確実に対応することができる。
【０１０４】
また、上記ヒートポンプユニット１は、冷媒としてＣＯ２冷媒を使用するので、高温出湯できる。
【０１０５】
また、上記制御部７は、外気温度センサ１８および第１，第２温度センサ４６，４７からの信号に基づき、暖房用混合弁４５の２つの入口の夫々の開度を調節したり、暖房用循環ポンプ４８の回転速度を調節したりする。
【０１０６】
その結果、上記各ラジエタ８へ入る温水の温度（以下、「暖房往き温度」と言う。）、または、各ラジエタ８から出る温水の温度（以下、「暖房戻り温度」と言う。）を調整することができる。
【０１０７】
例えば、上記制御部７が、暖房用混合弁４５の貯湯タンク２側の入口の開度に対して、暖房用混合弁４５のバイパス配管４４側の入口の開度を小さくすると、貯湯タンク２側からの高温の温水量に比べて、バイパス配管４４側からの低温の温水量が少なくなる。その結果、上記暖房往き温度を高くすることができる。
【０１０８】
逆に、上記制御部７が、暖房用混合弁４５の貯湯タンク２側の入口の開度に対して、暖房用混合弁４５のバイパス配管４４側の入口の開度を大きくすると、貯湯タンク２側からの高温の温水量に比べて、バイパス配管４４側からの低温の温水量が多くなる。その結果、上記暖房往き温度を低くすることができる。
【０１０９】
また、上記制御部７が暖房用循環ポンプ４８の回転速度を上げると、各ラジエタ８へ入る温水の量が多くなる。その結果、上記各ラジエタ８で温水が下がり難くなり、暖房戻り温度を高くすることができる。
【０１１０】
逆に、上記制御部７が暖房用循環ポンプ４８の回転速度を下げると、各ラジエタ８へ入る温水の量が少なくなる。その結果、上記各ラジエタ８で温水が下がり易くなり、暖房戻り温度を低くすることができる。
【０１１１】
また、上記制御部７は、外気温度センサ１８からの信号に基づき、外気温度センサ１８が検出した外気温度が予め定めた基準値以下であって暖房負荷が比較的大きいと判断すると、暖房能力を高くする制御を優先的に行う。
【０１１２】
また、上記制御部７は、外気温度センサ１８からの信号に基づき、外気温度センサ１８が検出した外気温度が予め定めた基準値よりも高くて暖房負荷が比較的小さいと判断すると、ヒートポンプユニット１のＣＯＰを向上させる制御を優先的に行う。
【０１１３】
上記基準値は、ラジエタ８を設置する住宅の断熱性能、床面積によって定められている。これにより、上記暖房能力を高くする制御を優先的に行うか否か、あるいは、ヒートポンプユニット１のＣＯＰを向上させる制御を優先的に行うか否かが、的確に判断される。すなわち、上記室内に対して適切な暖房を行うことができる。
【０１１４】
以下、図２を用いて、上記暖房能力を高くする制御（暖房戻り温度制御）と、ヒートポンプユニット１のＣＯＰを向上させる制御（暖房往き温度制御）とについてより詳しく説明する。
【０１１５】
上記暖房負荷が比較的大きい場合（図２において暖房負荷が点線より左側となる場合）、制御部７は、暖房負荷に応じて、暖房戻り温度を変更して、暖房往き温度を例えば８０℃に保つ。このとき、上記暖房戻り温度は、暖房負荷の増加に伴って上げていくが、例えば５０℃を最大値とする。
【０１１６】
したがって、上記各ラジエタ８には８０℃の温水が入るので、暖房能力を高くすることができる。
【０１１７】
なお、上記暖房往き温度を８０℃に保つ際、制御部７は、外気温度センサ１８および第１，第２温度センサ４６，４７からの信号に基づき、暖房用混合弁４５の２つの入口の夫々の開度を調節するか、あるいは、暖房用循環ポンプ４８の回転速度を調節する。また、その際、上記制御部７は、外気温度センサ１８および第１，第２温度センサ４６，４７からの信号に基づき、暖房用混合弁４５の２つの入口の夫々の開度と、暖房用循環ポンプ４８の回転速度とを調節してもよいのは勿論である。
【０１１８】
要するに、上記制御部７は、暖房用混合弁４５と暖房用循環ポンプ４８との少なくとも一方を制御して、暖房往き温度を８０℃に保てばよい。
【０１１９】
逆に、上記暖房負荷が比較的小さい場合（図２において暖房負荷が点線より右側となる場合）、制御部７は、暖房負荷に応じて、暖房往き温度を変更して、暖房戻り温度を例えば３０℃に保つ。このとき、上記暖房往き温度は暖房負荷の減少に伴って下がるようにする。
【０１２０】
その結果、上記貯湯タンク２内の下部領域には３０℃の温水が戻るので、貯湯タンク２内の下部領域の温水の温度が比較的低温に保たれる。
【０１２１】
したがって、上記貯湯タンク２内の下部領域にある比較的低温の温水がヒートポンプユニット１の凝縮器１３に供給されるので、ヒートポンプユニット１のＣＯＰ（成績係数）を高くすることができる。
【０１２２】
なお、上記暖房戻り温度を３０℃に保つ際、制御部７は、外気温度センサ１８および第１，第２温度センサ４６，４７からの信号に基づき、暖房用混合弁４５の２つの入口の夫々の開度を調節するか、あるいは、暖房用循環ポンプ４８の回転速度を調節する。また、その際、上記制御部７は、外気温度センサ１８および第１，第２温度センサ４６，４７からの信号に基づき、暖房用混合弁４５の２つの入口の夫々の開度と、暖房用循環ポンプ４８の回転速度とを調節してもよいのは勿論である。
【０１２３】
要するに、上記制御部７は、暖房用混合弁４５と暖房用循環ポンプ４８との少なくとも一方を制御して、暖房戻り温度を３０℃に保てばよい。
【０１２４】
上記第１実施形態では、暖房用混合弁４５と暖房用循環ポンプ４８とが温度調節部の一例を構成していたが、暖房用混合弁４５と暖房用循環ポンプ４８との一方のみが温度調節部の一例を構成してもよいし、暖房用混合弁４５と暖房用循環ポンプ４８との一方と他の機器とが温度調節部の一例を構成してもよい。
【０１２５】
上記第１実施形態では、第１温度センサ４６と第２温度センサ４７とが温度センサの一例を構成していたが、第１温度センサ４６と第２温度センサ４７との一方のみが温度センサの一例を構成してもよいし、第１温度センサ４６と第２温度センサ４７と他の温度センサ（例えば外気温度センサ１８）等とが温度センサの一例を構成してもよい。
【０１２６】
上記第１実施形態では、暖房用三方弁４９と暖房用循環ポンプ４８との間の暖房用循環回路４に暖房用混合弁４５を設けていたが、暖房用循環ポンプ４８とラジエタ８との間の暖房用循環回路４に暖房用混合弁４５を設けてもよい。つまり、上記暖房用混合弁４５は、暖房用循環ポンプ４８の吸い込み側に設けてもよいし、暖房用循環ポンプ４８の吐出側に設けてもよい。
【０１２７】
上記第１実施形態では、沸き上げ用三方弁５２は、凍結防止運転中、凝縮器１３からの高温の温水を貯湯タンク２内の下部領域に流していたが、貯湯タンク２内の上部領域に流してもよいし、貯湯タンク２内の上部領域および下部領域に流してもよい。
【０１２８】
上記第１実施形態では、ヒートポンプユニット１はＣＯ２冷媒を使用したが、ＮＨ３冷媒やＲ２２冷媒などを使用してもよい。
【０１２９】
上記第１実施形態では、過冷却熱交換器１４を有するヒートポンプユニット１を用いていたが、過冷却熱交換器１４を有さないヒートポンプユニットを用いてもよい。
【０１３０】
（第２実施形態）
図３は、本発明の第２実施形態の暖房給湯装置の構成を示す模式図である。また、図３において、図１に示した第１実施形態の構成部と同一の構成部は、図１における構成部の参照番号と同一の参照番号を付して説明を省略するか、簡単に説明する。
【０１３１】
上記暖房給湯装置は暖房用循環回路４を備える。この暖房用循環回路４は、往き温水が流れる往き温水が流れる往き配管１０１と、上記戻り温水が流れる戻り配管１０２とを有している。ここで、上記往き温水とはラジエタ８へ入る温水ことであり、戻り温水とはラジエタ５から出る温水のことである。
【０１３２】
上記往き配管１０１と戻り配管１０２とはバイパス配管４４を介して互いに連通可能となっている。つまり、上記バイパス配管４４は、一端が往き配管１０１に接続されている一方、他端が戻り配管１０２に接続されている。
【０１３３】
上記戻り配管１０２には、戻り温水の温度を検出する第２温度センサ１４７を設けている。この第２温度センサ１４７は、上記第１実施形態の第２温度センサ４７とは設置場所だけが異なるものである。
【０１３４】
より詳しくは、上記第２温度センサ１４７は、バイパス配管４４の他端が戻り配管１０２に接続する点と、ラジエタ８との間に設けられている。そして、上記第２温度センサ１４７は、バイパス配管４４の他端と戻り配管１０２との接続点よりも上流側の戻り温水の温度を検出し、この温度を示す信号を制御部７に送る。
【０１３５】
上記制御部７は、外気温度センサ１８および第１，第２温度センサ４６，１４７からの信号に基づき、暖房用混合弁４５の２つの入口の夫々の開度を調節したり、暖房用循環ポンプ４８の回転速度を調節したりする。
【０１３６】
以下、図４のフローチャートにしたがって、上記暖房給湯装置による暖房運転の制御について説明する。
【０１３７】
上記暖房運転が開始すると、まず、ステップＳ１で、暖房回路戻り温度が所定の暖房回路戻り目標温度以下であるか否かを判定する。つまり、上記第２温度センサ１４７の出力に基づき、戻り温水の温度が暖房回路戻り目標温度以下であるか否かを判定する。このステップ１で、戻り温水の温度が暖房回路戻り目標温度以下であると判定した場合は、暖房負荷が比較的大きい場合に相当するので、ステップＳ２を行った後、ステップＳ４に進む。一方、上記ステップＳ１で、戻り温水の温度が暖房回路戻り目標温度以下でないと判定した場合は、暖房負荷が比較的小さい場合に相当するので、ステップＳ３を行った後、ステップＳ４に進む。
【０１３８】
上記ステップＳ２では、暖房回路流量を増やす制御を行う。具体的には、上記暖房用循環ポンプ４８の回転速度を、予め設定された回転速度分上げる。これにより、上記各ラジエタ８に入る往き温水の量が増えるので、各ラジエタ８で十分な暖房を行うことができる。
【０１３９】
また、上記ステップＳ２では、戻り温水の温度が設定値となるように、暖房用混合弁４５のバイパス配管４４側の入口の開度と、暖房用混合弁４５の暖房用三方弁４９側の入口の開度とを調整して、往き温水の温度を制御する。なお、上記設定値はユーザインターフェイスにより任意に設定できる。
【０１４０】
上記ステップＳ３では、暖房回路流量を減らす制御を行う。具体的には、上記暖房用循環ポンプ４８の回転速度を、予め設定された回転速度分下げる。これにより、上記各ラジエタ８に入る往き温水の量が減るので、各ラジエタ８に無駄に往き温水が供給されるのを防ぐことができる。
【０１４１】
また、上記ステップＳ２と同様にステップＳ３でも、戻り温水の温度が設定値となるように、暖房用混合弁４５のバイパス配管４４側の入口の開度と、暖房用混合弁４５の暖房用三方弁４９側の入口の開度とを調整して、往き温水の温度を制御する。なお、上記設定値はユーザインターフェイスにより任意に設定できる。
【０１４２】
上記ステップＳ４では、暖房運転の停止操作が行われた否かを判定する。このステップＳ４で、暖房運転の停止操作が行われた判定すると、暖房運転を終了する。一方、上記ステップＳ４で、暖房運転の停止操作が行われていないと判定すると、ステップＳ１に戻る。
【０１４３】
したがって、上記ステップＳ２，Ｓ３の設定値を低く設定することによって、暖房負荷に関係なく、低温の戻り温水を貯湯タンク２の下部内に戻すことができる。
【０１４４】
その結果、上記貯湯タンク２の下部内の温水の温度を低く保たれるので、この低い温度の温水を供給口５３から凝縮器１３に送り続け、ヒートポンプユニット１のＣＯＰを高く保つことができる。
【０１４５】
（第３実施形態）
図５は、本発明の第３実施形態の暖房給湯装置の構成を示す模式図である。また、図５において、図３に示した第２実施形態の構成部と同一の構成部は、図３における構成部の参照番号と同一の参照番号を付して説明を省略するか、簡単に説明する。
【０１４６】
上記暖房給湯装置は遮断弁１０３を備えている。この遮断弁１０３は、バイパス配管４４と戻り配管１０２との接続点から貯湯タンク２までの間に設けられている。なお、上記遮断弁１０３は流通停止部の一例である。
【０１４７】
また、上記第１，第２実施形態では、流量可変ポンプである暖房用循環ポンプ４８を循環回路４に設けていたが、本第３実施形態では、流量固定循環ポンプである暖房用循環ポンプ１４８を循環回路４に設けている。
【０１４８】
以下、図６のフローチャートにしたがって、上記暖房給湯装置による暖房運転の制御について説明する。
【０１４９】
上記暖房運転が開始すると、まず、ステップＳ１１で、暖房回路戻り温度が所定の暖房回路戻り目標温度以下であるか否かを判定する。つまり、上記第２温度センサ１４７の出力に基づき、戻り温水の温度が暖房回路戻り目標温度以下であるか否かを判定する。このステップＳ１１で、戻り温水の温度が暖房回路戻り目標温度以下であると判定した場合は、暖房負荷が比較的大きい場合に相当するので、ステップＳ１２を行った後、ステップＳ１４に進む。一方、上記ステップＳ１１で、戻り温水の温度が暖房回路戻り目標温度以下でないと判定した場合は、暖房負荷が比較的小さい場合に相当するので、ステップＳ１３を行った後、ステップＳ１４に進む。
【０１５０】
上記ステップＳ１２では、遮断弁１０３を開放する。これにより、上記貯湯タンク２内の上部内の高温の温水を往き配管１０１に積極的に供給したり、貯湯タンク２内の略中央部内の中温の温水を往き配管１０１に積極的に供給したりして、各ラジエタ８で十分な暖房を行うことができる。
【０１５１】
また、上記ステップＳ１２では、戻り温水の温度が設定値となるように、暖房用混合弁４５のバイパス配管４４側の入口の開度と、暖房用混合弁４５の暖房用三方弁４９側の入口の開度とを調整して、往き温水の温度を制御する。なお、上記設定値はユーザインターフェイスにより任意に設定できる。
【０１５２】
上記ステップＳ１３では、遮断弁１０３を閉鎖する。これにより、上記戻り温水は、貯湯タンク２内に流入せず、貯湯タンク２内の温水の攪拌を引き起こさない。したがって、上記貯湯タンク２の下部内の温水を確実に比較的低温に保つことができるので、貯湯タンク２の下部内の温水をヒートポンプユニットに送って、ヒートポンプユニットのＣＯＰを確実に高く保つことができる。
【０１５３】
また、上記ステップＳ１３では、暖房用混合弁４５のバイパス配管４４側の入口を全開状態に固定すると共に、暖房用混合弁４５の暖房用三方弁４９側の入口を閉鎖状態に固定する。これにより、上記貯湯タンク２内に流入する戻り温水の量が少なくなるので、貯湯タンク２内の温水の攪拌が小さくなる。したがって、上記貯湯タンク２内の温水の攪拌を防ぐことによって、貯湯タンク２の下部内の温水を比較的低温に保つことができるので、貯湯タンク２の下部内の温水をヒートポンプユニットに送って、ヒートポンプユニットのＣＯＰを高く保つことができる。
【０１５４】
上記ステップＳ１４では、暖房運転の停止操作が行われた否かを判定する。このステップＳ１４で、暖房運転の停止操作が行われた判定すると、暖房運転を終了する。一方、上記ステップＳ１４で、暖房運転の停止操作が行われていないと判定すると、ステップＳ１１に戻る。
【０１５５】
以上のような制御は、上記暖房負荷が比較的大きい場合は、ステップＳ１２の設定値を低く設定することによって、低温の戻り温水を貯湯タンク２の下部内に戻すことができる。
【０１５６】
その結果、上記貯湯タンク２の下部内の温水の温度を低く保たれるので、この低い温度の温水を供給口５３から凝縮器１３に送り続け、ヒートポンプユニット１のＣＯＰを高く保つことができる。
【０１５７】
また、上記暖房負荷が比較的小さい場合は、遮断弁１０３を閉鎖することによって、ヒートポンプユニットのＣＯＰを確実に高く保つことができる。
【０１５８】
すなわち、上記暖房給湯装置は、暖房負荷に関係なく、ヒートポンプユニットのＣＯＰを高く保つことができる。
【０１５９】
（第４実施形態）
図７は、本発明の第４実施形態の暖房給湯装置の構成を示す模式図である。また、図７において、図３，図５に示した第２実施形態，第３実施形態の構成部と同一の構成部は、図３，図５における構成部の参照番号と同一の参照番号を付して説明を省略するか、簡単に説明する。
【０１６０】
上記暖房給湯装置は、上記暖房用循環ポンプ１４８の代わりに暖房用循環ポンプ４８を備えている。
【０１６１】
以下、図８のフローチャートにしたがって、上記暖房給湯装置による暖房運転の制御について説明する。
【０１６２】
上記暖房運転が開始すると、まず、ステップＳ２１で、暖房回路戻り温度が所定の暖房回路戻り目標温度以下であるか否かを判定する。つまり、上記第２温度センサ１４７の出力に基づき、戻り温水の温度が暖房回路戻り目標温度以下であるか否かを判定する。このステップＳ２１で、戻り温水の温度が暖房回路戻り目標温度以下であると判定した場合は暖房負荷が比較的大きい場合に相当するので、ステップＳ２２に進む。一方、上記ステップＳ２１で、戻り温水の温度が暖房回路戻り目標温度以下でないと判定した場合は、暖房負荷が比較的小さい場合に相当するので、ステップＳ２３に進む。
【０１６３】
上記ステップＳ２２に進んだ場合、暖房回路流量を増やす制御を行う。具体的には、上記暖房用循環ポンプ４８の回転速度を、予め設定された回転速度分上げる。これにより、上記各ラジエタ８に入る往き温水の量が増えるので、各ラジエタ８で十分な暖房を行うことができる。
【０１６４】
また、上記ステップＳ２２では、戻り温水の温度が設定値となるように、暖房用混合弁４５のバイパス配管４４側の入口の開度と、暖房用混合弁４５の暖房用三方弁４９側の入口の開度とを調整して、往き温水の温度を制御する。なお、上記設定値はユーザインターフェイスにより任意に設定できる。
【０１６５】
上記ステップＳ２２を行った後は、ステップＳ２５で、暖房運転の停止操作が行われた否かを判定する。このステップＳ２５で、暖房運転の停止操作が行われた判定すると、暖房運転を終了する。一方、上記ステップＳ２５で、暖房運転の停止操作が行われていないと判定すると、ステップＳ２１に戻る。
【０１６６】
一方、上記ステップＳ２３に進んだ場合、戻り温水の温度が暖房回路戻り目標温度以下でないと判定が所定回数以上継続しているか否かを判定する。このステップＳ２３で、戻り温水の温度が暖房回路戻り目標温度以下でないと判定が所定回数以上継続していないと判定すると、ステップＳ２４に進む。一方、上記ステップＳ２３で、戻り温水の温度が暖房回路戻り目標温度以下でないと判定が所定回数以上継続していると判定すると、図９のステップＳ３０に進む。
【０１６７】
上記ステップＳ２４に進んだ場合、暖房回路流量を減らす制御を行う。具体的には、上記暖房用循環ポンプ４８の回転速度を、予め設定された回転速度分下げる。これにより、上記各ラジエタ８に入る往き温水の量が減るので、各ラジエタ８に無駄に往き温水が供給されるのを防ぐことができる。
【０１６８】
また、上記ステップＳ２２と同様にステップＳ２４でも、戻り温水の温度が設定値となるように、暖房用混合弁４５のバイパス配管４４側の入口の開度と、暖房用混合弁４５の暖房用三方弁４９側の入口の開度とを調整して、往き温水の温度を制御する。なお、上記設定値はユーザインターフェイスにより任意に設定できる。
【０１６９】
上記ステップＳ２４を行った後は、ステップＳ２５で、暖房運転の停止操作が行われた否かを判定する。このステップＳ２５で、暖房運転の停止操作が行われた判定すると、暖房運転を終了する。一方、上記ステップＳ２５で、暖房運転の停止操作が行われていないと判定すると、ステップＳ２１に戻る。
【０１７０】
一方、図８のステップＳ３０に進んだ場合、長時間、暖房負荷が比較的小さくなっている場合に相当するので、遮断弁１０３を閉鎖する。これにより、上記戻り温水は、貯湯タンク２内に流入せず、貯湯タンク２内の温水の攪拌を引き起こさない。したがって、上記貯湯タンク２の下部内の温水を確実に比較的低温に保つことができるので、貯湯タンク２の下部内の温水をヒートポンプユニットに送って、ヒートポンプユニットのＣＯＰを確実に高く保つことができる。
【０１７１】
次に、ステップＳ３１で、暖房用混合弁４５のバイパス配管４４側の入口を全開状態に固定すると共に、暖房用混合弁４５の暖房用三方弁４９側の入口を閉鎖状態に固定する。これにより、上記貯湯タンク２内に流入する戻り温水の量が少なくなるので、貯湯タンク２内の温水の攪拌が小さくなる。したがって、上記貯湯タンク２内の温水の攪拌を防ぐことによって、貯湯タンク２の下部内の温水を比較的低温に保つことができるので、貯湯タンク２の下部内の温水をヒートポンプユニットに送って、ヒートポンプユニットのＣＯＰを高く保つことができる。
【０１７２】
上記ステップＳ３１を行った後は、ステップＳ３２で、暖房回路戻り温度が所定の暖房回路戻り目標温度以下であるか否かを判定する。つまり、上記第２温度センサ１４７の出力に基づき、戻り温水の温度が暖房回路戻り目標温度以下であるか否かを判定する。このステップＳ３２で、戻り温水の温度が暖房回路戻り目標温度以下であると判定した場合は暖房負荷が比較的大きい場合に相当するので、ステップＳ３３に進む。一方、上記ステップＳ３２で、戻り温水の温度が暖房回路戻り目標温度以下でないと判定した場合は、暖房負荷が比較的小さい状態がまだ続いている場合に相当するので、ステップＳ３１に戻る。
【０１７３】
上記ステップＳ３３に進んだ場合、暖房負荷が比較的大きくなっているので、遮断弁１０３を開いた後、図８のステップＳ２２に進み、上述した処理を行う。
【０１７４】
以上のような制御は、上記ステップＳ２２，Ｓ２４の設定値を低く設定することによって、暖房負荷に関係なく、低温の戻り温水を貯湯タンク２の下部内に戻すことができる。
【０１７５】
その結果、上記貯湯タンク２の下部内の温水の温度を低く保たれるので、この低い温度の温水を供給口５３から凝縮器１３に送り続け、ヒートポンプユニット１のＣＯＰを高く保つことができる。
【０１７６】
また、上記暖房負荷が比較的小さい状態が続いている場合は、遮断弁１０３を閉鎖することによって、ヒートポンプユニットのＣＯＰを確実に高く保つことができる。
【０１７７】
上記第１実施形態、第２実施形態および第４実施形態の暖房給湯装置は、図１０のフローチャートに示すように、暖房運転の制御を行うこともできる。
【０１７８】
上記暖房運転の制御では、暖房運転が開始すると、まず、ステップＳ４１で、暖房回路戻り温度が所定の暖房回路戻り目標温度以下であるか否かを判定する。つまり、上記第２温度センサ４７，１４７の出力に基づき、戻り温水の温度が暖房回路戻り目標温度以下であるか否かを判定する。このステップ４１で、戻り温水の温度が暖房回路戻り目標温度以下であると判定した場合は、暖房負荷が比較的大きい場合に相当するので、ステップＳ４２を行った後、ステップＳ４４に進む。一方、上記ステップＳ４１で、戻り温水の温度が暖房回路戻り目標温度以下でないと判定した場合は、暖房負荷が比較的小さい場合に相当するので、ステップＳ４３を行った後、ステップＳ４４に進む。
【０１７９】
上記ステップＳ４２では、暖房回路流量を増やす制御を行う。具体的には、上記暖房用循環ポンプ４８の回転速度を、予め設定された回転速度分上げる。これにより、上記各ラジエタ８に入る往き温水の量を増やして、各ラジエタ８の暖房能力を上げることができる。
【０１８０】
上記ステップＳ４３では、暖房回路流量を減らす制御を行う。具体的には、上記暖房用循環ポンプ４８の回転速度を、予め設定された回転速度分下げる。これにより、上記各ラジエタ８に入る往き温水の量を減らして、各ラジエタ８の暖房能力を下げることができる。
【０１８１】
次に、ステップＳ４４で、暖房回路往き温度が所定の暖房回路往き目標温度以下であるか否かを判定する。つまり、上記第１温度センサ４６の出力に基づき、往き温水の温度が暖房回路往き目標温度以下であるか否かを判定する。このステップ４４で、往き温水の温度が暖房回路往き目標温度以下であると判定した場合は、暖房負荷が比較的大きい場合に相当するので、ステップＳ４５を行った後、ステップＳ４７に進む。一方、上記ステップＳ４４で、往き温水の温度が暖房回路往き目標温度以下でないと判定した場合は、暖房負荷が比較的小さい場合に相当するので、ステップＳ４６を行った後、ステップＳ４７に進む。
【０１８２】
上記ステップＳ４５では、暖房回路往き温度を上げるべく、暖房用混合弁開度調整を行う。すなわち、上記暖房用混合弁４５のバイパス配管４４側の入口の開度を、予め設定された分下げると共に、暖房用混合弁４５の暖房用三方弁４９側の入口の開度を、予め設定された分上げる。
【０１８３】
上記ステップＳ４６では、暖房回路往き温度を下げるべく、暖房用混合弁開度調整を行う。すなわち、上記暖房用混合弁４５のバイパス配管４４側の入口の開度を、予め設定された分上げると共に、暖房用混合弁４５の暖房用三方弁４９側の入口の開度を、予め設定された分下げる。
【０１８４】
次に、上記ステップＳ４７で、暖房運転の停止操作が行われた否かを判定する。このステップＳ４７で、暖房運転の停止操作が行われた判定すると、暖房運転を終了する。一方、上記ステップＳ４７で、暖房運転の停止操作が行われていないと判定すると、ステップＳ４１に戻る。
【０１８５】
このように、上記ステップＳ４２，Ｓ４５を行うことによって、暖房負荷が比較的大きい時には、各ラジエタ８の暖房能力を確実に上げることができる。
【０１８６】
また、上記ステップＳ４３，Ｓ４４を行うことによって、暖房負荷が比較的小さい時には、各ラジエタ８の暖房能力を確実に下げることができる。
【０１８７】
なお、上記ステップＳ４２に換えて、暖房用混合弁４５のバイパス配管４４側の入口の開度を、予め設定された分下げると共に、暖房用混合弁４５の暖房用三方弁４９側の入口の開度を、予め設定された分上げるようにしてもよい。あるいは、上記暖房用循環ポンプ４８の回転速度を、予め設定された回転速度分上げ、かつ、暖房用混合弁４５のバイパス配管４４側の入口の開度を、予め設定された分下げ、かつ、暖房用混合弁４５の暖房用三方弁４９側の入口の開度を、予め設定された分上げるステップを行うようにしてもよい。
【０１８８】
また、上記ステップＳ４３に換えて、暖房用混合弁４５のバイパス配管４４側の入口の開度を、予め設定された分上げると共に、暖房用混合弁４５の暖房用三方弁４９側の入口の開度を、予め設定された分下げるようにしてもよい。あるいは、上記暖房用循環ポンプ４８の回転速度を、予め設定された回転速度分下げ、かつ、暖房用混合弁４５のバイパス配管４４側の入口の開度を、予め設定された分上げ、かつ、暖房用混合弁４５の暖房用三方弁４９側の入口の開度を、予め設定された分下げるステップを行うようにしてもよい。
【０１８９】
また、上記ステップＳ４５に換えて、暖房用循環ポンプ４８の回転速度を、予め設定された回転速度分上げるようにしてもよい。あるいは、上記暖房用混合弁４５のバイパス配管４４側の入口の開度を、予め設定された分下げ、かつ、暖房用混合弁４５の暖房用三方弁４９側の入口の開度を、予め設定された分上げ、かつ、暖房用循環ポンプ４８の回転速度を、予め設定された回転速度分上げるステップを行ってもよい。
【０１９０】
また、上記ステップＳ４６に換えて、暖房用循環ポンプ４８の回転速度を、予め設定された回転速度分下げるようにしてもよい。あるいは、上記暖房用混合弁４５のバイパス配管４４側の入口の開度を、予め設定された分上げ、かつ、暖房用混合弁４５の暖房用三方弁４９側の入口の開度を、予め設定された分下げ、かつ、暖房用循環ポンプ４８の回転速度を、予め設定された回転速度分下げるステップを行ってもよい。
【０１９１】
また、図１０のフローチャートにおいて、ステップＳ４２をステップＳ４５と同様のステップとし、かつ、ステップＳ４３をステップＳ４５と同様のステップとした暖房運転制御は、上記第３実施形態の暖房給湯装置でも行うことができる。
【０１９２】
上記第１〜第４実施形態およびこれらの変形例の暖房給湯装置は、ＣＯ２冷媒を使用するヒートポンプユニット１を備えていたが、ＣＯ２冷媒以外の超臨界冷媒を使用するヒートポンプユニットを備えてもよい。
【図面の簡単な説明】
【０１９３】
【図１】図１は本発明の第１実施形態の暖房給湯装置の模式図である。
【図２】図２は上記第１実施形態の暖房給湯装置の制御を説明するためのグラフである。
【図３】図３は本発明の第２実施形態の暖房給湯装置の模式図である。
【図４】図４は上記第２実施形態の暖房給湯装置の暖房運転制御のフローチャートである。
【図５】図５は本発明の第３実施形態の暖房給湯装置の模式図である。
【図６】図６は上記第３実施形態の暖房給湯装置の暖房運転制御のフローチャートである。
【図７】図７は本発明の第４実施形態の暖房給湯装置の模式図である。
【図８】図８は上記第４実施形態の暖房給湯装置の暖房運転制御のフローチャートである。
【図９】図９は上記第４実施形態の暖房給湯装置の暖房運転制御のフローチャートである。
【図１０】図１０は上記第１実施形態、第２実施形態および第４実施形態の暖房給湯装置の他の暖房運転制御のフローチャートである。
【符号の説明】
【０１９４】
１  ヒートポンプユニット
２  貯湯タンク
３  給湯用熱交換器
４  暖房用循環回路
６  ヒータ
８  ラジエタ
４１  第１暖房往き接続口
４２  第２暖房往き接続口
４４  バイパス配管
４５  暖房用混合弁
４６  第１温度センサ
４７，１４７  第２温度センサ
４８  暖房用循環ポンプ
５２  沸き上げ用三方弁
１０１  往き配管
１０２  戻り配管
１０３  遮断弁
【図１】
0004561920.tif 000002
【図２】
0004561920.tif 000003
【図３】
0004561920.tif 000004
【図４】
0004561920.tif 000005
【図５】
0004561920.tif 000006
【図６】
0004561920.tif 000007
【図７】
0004561920.tif 000008
【図８】
0004561920.tif 000009
【図９】
0004561920.tif 000010
【図１０】
0004561920.tif 000011