(57)【要約】【課題】貯湯槽筐体内の設置空間の省スペース化が図れるとともに、余分な待機電力を削減することができる、コンパクト化で省エネ性の高い給湯装置を提供すること。【解決手段】混合弁２４と第一の循環ポンプ５ａと第二の循環ポンプ５ｂと開閉弁２６を制御する制御手段（３１、３２、３３）を備え、給湯運転と追い焚き運転と熱回収運転を制御することにより、湯水を混合する混合弁を一つにすることができ、貯湯槽内の設置空間の省スペースを図るとともに、弁の待機電力が削減できるため省エネ性も向上させることができる。【選択図】図１
2013015293.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
貯湯槽と、浴槽と、前記貯湯槽に接続された給水配管と、前記貯湯槽の高温水を供給するように接続された高温水供給管と、低温水を供給するように前記貯湯槽下部、または、前記給水配管に接続された低温水供給管と、入口側に前記高温水供給管と前記低温水供給管とを接続して高温水と低温水とを混合する混合弁と、前記浴槽へ湯水を供給するように前記混合弁の出口側に接続された給湯管と、前記給湯管の途中に接続された開閉弁と、熱交換器と、前記開閉弁の上流で分岐し前記熱交換器の第一の流路に接続された給湯分岐管と、前記熱交換器で前記浴槽の湯水と熱交換した湯水を前記貯湯槽へ戻すように、前記熱交換器の第一の流路と前記貯湯槽とに接続された熱交戻り管と、前記熱交換器の第一の流路内へ湯水を循環させる第一の循環ポンプと、前記熱交換器の第二の流路内へ前記浴槽内の湯水が循環するように接続された風呂循環回路と、前記熱交換器の第二の流路内へ湯水を循環させる第二の循環ポンプと、制御手段とを備え、前記混合弁と前記開閉弁と前記第一の循環ポンプと前記第二の循環ポンプとの動作を制御して、前記浴槽への給湯を行う給湯運転と、前記浴槽水を加熱する追い焚き運転と、前記浴槽水の熱を回収する熱回収運転とを行うことを特徴とする給湯装置。
【請求項２】
前記給湯運転においては、前記開閉弁を開き、前記混合弁は、前記高温水供給管の湯水と前記低温水供給管の湯水とを混合して所定温度とし、前記追い焚き運転においては、前記開閉弁を閉じ、前記混合弁は、前記低温水供給管からの湯水よりも前記高温水供給管からの湯水を優先して給湯管へ供給するように混合し、前記第一の循環ポンプと前記第二の循環ポンプとを動作させ、前記熱回収運転は、前記開閉弁を閉じ、前記混合弁は、前記高温水供給管からの湯水よりも前記低温水供給管からの湯水を優先して給湯管へ供給するように混合し、前記第一の循環ポンプと前記第二の循環ポンプとを動作させることを特徴とする請求項１に記載の給湯装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、給湯装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種の給湯装置には、浴槽の湯を加温する追い焚き運転と浴槽の湯から熱を回収する熱回収運転を機能として備えたものがある（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
図１３は、熱回収運転を機能として有する給湯装置であり、１は貯湯槽、２はヒートポンプユニット、３は浴槽、４は熱交換器、５ａは第一の循環ポンプとして貯湯槽水搬送ポンプ、５ｂは第二の循環ポンプとして浴槽水搬送ポンプ、６は熱回収分岐配管、７は三方弁、２１は高温水供給管として風呂側給湯配管、２２は低温水供給管として風呂側給水配管、２３は風呂給湯配管、２４は風呂混合弁、２５は風呂循環回路、２６は遮断弁として風呂注湯弁、２７は給水配管、２８は給湯分岐管、２９は熱交戻り管である。
【０００４】
風呂循環回路２５は、浴槽３の往き管と戻り管（図示せず）とを環状に接続して構成され、回路上に熱交換器４および浴槽水搬送ポンプ５ｂを備える。また、風呂混合弁２４は、風呂側給湯配管２１と風呂側給水配管２２とを入口側に接続し、給湯管２３を出口側に接続するように構成され、風呂注湯弁２６を介して風呂循環回路２５と接続される。
【０００５】
この給湯装置が、給湯運転としての風呂自動運転を行う場合は、まず、貯湯槽１に貯えられた湯と給水配管２７から供給される水とを風呂混合弁２４で所望温度の湯に混合して浴槽３へ注湯する。その後、浴槽３へ注湯した後、一定時間だけ湯の温度を一定に保つために保温動作を行う。
【０００６】
保温動作は、浴槽湯温が一定温度以下に降下した場合に行い、貯湯槽水搬送ポンプ５ａと浴槽水搬送ポンプ５ｂとを運転させて、熱交換器４において、貯湯槽１内の湯（例えば約８０℃）により浴槽３内の湯（例えば約３５℃）を加温して行う。
【０００７】
また、浴槽湯温が一定温度以下に降下しているかどうかを判断するために、浴槽水搬送ポンプ５ｂのみを運転させる浴槽湯温検知動作を間欠的に行う。浴槽湯温が一定温度以下に降下している場合には保温動作を行い、降下していない場合にはそのまま待機する。一定時間が経過した後には風呂自動運転を自動で終了する。
【０００８】
次に、追い焚き運転を行う場合は、貯湯槽水搬送ポンプ５ａと浴槽水搬送ポンプ５ｂとが運転を行って、熱交換器４において、貯湯槽１内の湯（例えば約８０℃）が浴槽３内の湯（例えば約３５℃）を加温する。その結果、浴槽３内の湯温は上昇し、貯湯槽１内に湯として貯えられる熱量（蓄熱量）は減少する。
【０００９】
最後に、熱回収運転を行う場合は、同様に貯湯槽水搬送ポンプ５ａと浴槽水搬送ポンプ５ｂとが運転を行うが、熱交換器４において、貯湯槽１内の水（例えば約１０℃）が浴槽３内の湯（例えば約３５℃）を冷却して熱を回収する。
【００１０】
その結果、浴槽３内の湯温は降下し、貯湯槽１内に湯として貯えられる熱量（蓄熱量）は増加するので、ヒートポンプユニット２により沸き上げる熱量を軽減することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１１】
【特許文献１】特開２００９−１９８１１５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
しかしながら、前記従来の構成では、浴槽に熱を需給させるとも通機能である給湯、追い焚き、熱回収を実現するために、湯水を混合する弁は風呂混合弁２４と三方弁７の２つを用いなければならない構成となっており、弁が多いため接続しなければならない配管が増加して構成も複雑になっている。
【００１３】
そのため、貯湯槽筐体内で余分な設置空間が必要となり、貯湯槽のコンパクト性を実現することが困難な構成となっている課題を有していた。また、弁の数が多いため余分な待機電力が発生する課題を有していた。
【００１４】
本発明は、前記従来の課題を解決するもので、貯湯槽筐体内の設置空間の省スペース化が図れるとともに、余分な待機電力を削減することができる、コンパクト化で省エネ性の高い給湯装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
前記従来の課題を解決するために、本発明は、貯湯槽と、浴槽と、前記貯湯槽に接続された給水配管と、前記貯湯槽の高温水を供給するように接続された高温水供給管と、低温水を供給するように前記貯湯槽下部、または、前記給水配管に接続された低温水供給管と、入口側に前記高温水供給管と前記低温水供給管とを接続して高温水と低温水とを混合する混合弁と、前記浴槽へ湯水を供給するように前記混合弁の出口側に接続された給湯管と、前記給湯管の途中に接続された開閉弁と、熱交換器と、前記開閉弁の上流で分岐し前記熱交換器の第一の流路に接続された給湯分岐管と、前記熱交換器で前記浴槽の湯水と熱交換した湯水を前記貯湯槽へ戻すように、前記熱交換器の第一の流路と前記貯湯槽とに接続された熱交戻り管と、前記熱交換器の第一の流路内へ湯水を循環させる第一の循環ポンプと、前記熱交換器の第二の流路内へ前記浴槽内の湯水が循環するように接続された風呂循環回路と、前記熱交換器の第二の流路内へ湯水を循環させる第二の循環ポンプと、制御手段とを備え、前記混合弁と前記開閉弁と前記第一の循環ポンプと前記第二の循環ポンプとの動作を制御して、前記浴槽への給湯を行う給湯運転と、前記浴槽水を加熱する追い焚き運転と、前記浴槽水の熱を回収する熱回収運転とを行うことを特徴とするものである。
【００１６】
これによって、浴槽に熱を需給させる機能に必要な混合弁を一つの弁で実現することができるようになり、貯湯槽筐体内の設置空間の省スペース化を図ることができるとともに、余分な待機電力を削減することができる。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、貯湯槽筐体内の設置空間の省スペース化が図れるとともに、余分な待機電力を削減することができるため、コンパクト化で省エネ性の高い給湯装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の実施の形態１における給湯装置の構成図
【図２】同給湯装置の熱回収運転制御手段のブロック図
【図３】同給湯装置の風呂自動運転と熱回収運転の制御方法概念図
【図４】同給湯装置の本発明の実施の形態における追い焚き運転と熱回収運転の制御方法概念図
【図５】同給湯装置の風呂自動運転中の浴槽への注湯時の水および湯の流れ方向を示した回路構成図
【図６】同給湯装置の風呂自動運転中の保温動作時、および追い焚き運転時の水および湯の流れ方向を示した回路構成図
【図７】同給湯装置の風呂自動運転中の浴槽湯温検知運転時の水および湯の流れ方向を示した回路構成図
【図８】同給湯装置の熱回収運転時の水および湯の流れ方向を示した回路構成図
【図９】同給湯装置の熱回収運転による貯湯槽内の温度分布の変化を示した図
【図１０】同給湯装置の第１の加熱手段としてのヒートポンプユニットの効率を示した図
【図１１】同給湯装置の熱回収量とヒートポンプユニットの入力の関係を示した図
【図１２】同給湯装置の熱回収運転制御動作のフローチャート
【図１３】従来の給湯装置の構成図
【発明を実施するための形態】
【００１９】
第１の発明は、貯湯槽と、浴槽と、前記貯湯槽に接続された給水配管と、前記貯湯槽の高温水を供給するように接続された高温水供給管と、低温水を供給するように前記貯湯槽下部、または、前記給水配管に接続された低温水供給管と、入口側に前記高温水供給管と前記低温水供給管とを接続して高温水と低温水とを混合する混合弁と、前記浴槽へ湯水を供給するように前記混合弁の出口側に接続された給湯管と、前記給湯管の途中に接続された開閉弁と、熱交換器と、前記開閉弁の上流で分岐し前記熱交換器の第一の流路に接続された給湯分岐管と、前記熱交換器で前記浴槽の湯水と熱交換した湯水を前記貯湯槽へ戻すように、前記熱交換器の第一の流路と前記貯湯槽とに接続された熱交戻り管と、前記熱交換器の第一の流路内へ湯水を循環させる第一の循環ポンプと、前記熱交換器の第二の流路内へ前記浴槽内の湯水が循環するように接続された風呂循環回路と、前記熱交換器の第二の流路内へ湯水を循環させる第二の循環ポンプと、制御手段とを備え、前記混合弁と前記開閉弁と前記第一の循環ポンプと前記第二の循環ポンプとの動作を制御して、前記浴槽への給湯を行う給湯運転と、前記浴槽水を加熱する追い焚き運転と、前記浴槽水の熱を回収する熱回収運転とを行うことを特徴とする給湯装置である。
【００２０】
これにより、制御手段が混合弁の混合割合と混合弁への流入量を調整することにより、混合弁一つでそれぞれの機能を実現することができ、貯湯槽筐体内の設置空間の省スペース化を実現することができる。
【００２１】
第２の発明は、前記給湯運転においては、前記開閉弁を開き、前記混合弁は、前記高温水供給管の湯水と前記低温水供給管の湯水とを混合して所定温度とし、前記追い焚き運転においては、前記開閉弁を閉じ、前記混合弁は、前記低温水供給管からの湯水よりも前記高温水供給管からの湯水を優先して給湯管へ供給するように混合し、前記第一の循環ポンプと前記第二の循環ポンプとを動作させ、前記熱回収運転は、前記開閉弁を閉じ、前記混合弁は、前記高温水供給管からの湯水よりも前記低温水供給管からの湯水を優先して給湯管へ供給するように混合し、前記第一の循環ポンプと前記第二の循環ポンプとを動作させることを特徴とするものである。
【００２２】
これにより、上記制御を行うことにより、湯水を混合する弁が一つでもそれぞれの機能を実現することができる。
【００２３】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。なお、この実施の形態によって本発明が限定されるものではない。
【００２４】
（実施の形態１）
図１は本発明の第１の実施の形態における給湯装置の構成を示す図である。
【００２５】
図１において、貯湯槽１と、この貯湯槽１の水を加熱する第１の加熱手段としてのヒートポンプユニット２と、熱源として熱回収をおこなう対象の浴槽３と、第２の加熱手段として浴槽３の湯と貯湯槽１内の水とを熱交換するように構成された熱交換器４およびこの熱交換器４の貯湯槽水搬送ポンプ５ａと浴槽水搬送ポンプ５ｂと、貯湯槽１内の水温を検知する複数の貯湯温検知手段８ａ〜８ｅとを設けている。
【００２６】
また、２１は風呂側給湯配管、２２は風呂側給水配管、２３は風呂給湯配管、２４は風呂混合弁、２５は風呂循環回路、２６は風呂注湯弁、２７は給水配管、２８は給湯分岐管、２９は熱交戻り管、３０は浴槽湯温検知手段、３４は熱回収運転指示手段としての操作リモコンである。
【００２７】
風呂混合弁２４は風呂側給湯配管２１と風呂側給水配管２２とが入口側に接続され、出口側に給湯管２３が接続される。さらに、給湯管２３は風呂注湯弁２６の上流側に接続され、風呂注湯弁２６の下流側には風呂循環回路２５が接続される。
【００２８】
浴槽湯温検知手段３０は風呂循環回路２５上に設けられる。一方、給湯分岐管２８は給湯管２３より分岐し、熱交換器４、貯湯槽水搬送ポンプ５ａを経て熱交戻り管２９より貯湯槽１へと還流する回路を構成する。
【００２９】
さらに、３１は浴槽３への注湯から予め設定された時間だけ浴槽３へと注湯した湯の温度を予め設定された温度に保つ保温までを自動で行う風呂自動運転を制御する風呂自動運転制御手段、３２は浴槽３内の湯を加温する追い焚き運転を制御する追い焚き運転制御手段、３３は複数の貯湯温検知手段８ａ〜８ｅの出力に基づいて、熱交換器４および貯湯槽水搬送ポンプ５ａ、浴槽水搬送ポンプ５ｂを制御し熱回収運転を制御する熱回収運転制御手段である。
【００３０】
図２は熱回収運転制御手段３３のブロック図を示している。
【００３１】
熱回収運転制御手段３３は、ヒートポンプユニット２による沸上運転を制御する沸上運転制御手段（図示せず）から貯湯後の給湯利用に必要な貯湯熱量を取得する所要貯湯熱量取得部１０と、貯湯温検知手段８ａ〜８ｅにより貯湯温度分布を測定する貯湯温度分布測定部１１と、これら所要貯湯熱量取得部１０と貯湯温度分布測定部１１で得られた結果に基づいて必要な沸上熱量を算出する必要沸上熱量算出部１２と、貯湯温度分布測定部１１による現在の温度分布と必要沸上熱量算出部１２から沸上完了時の温度分布を推定する沸上完了時貯湯温度分布推定部１３とを有している。
【００３２】
さらに、熱回収運転制御手段３３は、貯湯温度分布測定部１１による現在の温度分布から沸上完了時貯湯温度分布推定部１３での沸き上げ完了時の推定温度分布に至る間のヒートポンプユニット２への入力を推定する沸上所要入力推定部１４と、この沸上所要入力推定部１４による入力推定値の時間変化に基づいて貯湯槽水搬送ポンプ５ａ、浴槽水搬送ポンプ５ｂとを制御するポンプ制御部１５とを有している。
【００３３】
以上のように構成された給湯装置について、以下その動作、作用を説明する。
【００３４】
一般的な家庭での湯の利用における基本的な動作として、朝には貯湯槽１にその日使う分の湯が貯えられており、活動している時間帯に順次給湯に利用される。給湯利用中に貯湯量が不足する場合には必要に応じてヒートポンプユニット２を運転し、追加で貯湯運転をおこなうこともある。
【００３５】
近年では、浴槽３への注湯から保温までを自動で行う風呂自動運転の機能を備えている給湯機が多くなっており、風呂自動運転制御手段３１により注湯および保温運転を行う場合は、貯湯槽１内に貯えられている湯を用いて浴槽３へ注湯し、浴槽湯温が低下した場合には、貯湯槽１内に貯えられている湯の熱を利用して保温運転を行って浴槽湯温を予め設定された温度に保つ。
【００３６】
また、追い焚き運転制御手段３２により追い焚き運転を行って浴槽３内の湯を加温する場合も、貯湯槽１内に貯えられている湯の熱を利用して行う。これら一日の給湯などの熱利用が終わる時点で貯湯槽１内の湯は大部分が給水と置換され、その後の深夜に再び次の利用のための貯湯運転がおこなわれる。
【００３７】
このとき、入浴のために浴槽３に供給された湯は、給湯利用終了時には貯湯槽１内の水温に対して比較的高温で残されていることが多いので、ユーザーがリモコン３４を操作して熱回収運転制御手段３３に熱回収運転開始の指示をし、ヒートポンプユニット２による深夜の貯湯運転の前、あるいは運転中に熱回収運転を行って貯湯槽１内に熱を回収する。
【００３８】
次に、風呂自動運転、追い焚き運転、および熱回収運転の制御方法について説明する。
【００３９】
風呂自動運転制御手段３１は、浴槽３へ所定量の湯を所定温度で自動で注湯し、その後、浴槽湯温を予め設定された時間だけ予め設定された温度に保つように間欠的に保温動作を行う。風呂自動運転を行っている間は、保温動作を行う必要があるかないかを判断するために、定期的に浴槽湯温を検出するための浴槽湯温検知動作を行う。浴槽湯温の検知は浴槽湯温検知手段３０で行う。
【００４０】
浴槽湯温検知動作の結果、浴槽湯温が予め設定された温度より所定温度以上（例えば１Ｋ以上）低い場合には、保温運転を行って浴槽湯温を保ち、所定温度以上低くない場合には、保温運転を行わない。
【００４１】
この予め設定された時間内は、ユーザーがリモコン３４により熱回収運転制御手段３３が熱回収運転開始の指示をした場合であっても、風呂自動運転を優先として熱回収運転を開始せず、予め設定された時間が経過した後に、熱回収運転を行うように制御する（図３に概念図を示す）。
【００４２】
逆に、熱回収運転中に風呂自動運転制御手段３１がユーザーにより風呂自動運転開始の指示を受けた場合には、風呂自動運転を優先として熱回収運転制御手段３３は熱回収運転を停止し、風呂自動運転制御手段３１が風呂自動運転を開始する。
【００４３】
追い焚き運転制御手段３２は、浴槽３内の湯を循環加温し、浴槽湯温検知手段３０が検知する浴槽湯温が所定の温度になる、または動作開始から所定の時間経過すると終了する（追い焚き運転）。
【００４４】
追い焚き運転制御手段３２が追い焚き運転を行っている間は、ユーザーがリモコン３４により熱回収運転制御手段３３に熱回収運転開始の指示をした場合であっても、追い焚き運転を優先として熱回収運転制御手段３３は熱回収運転を行わず、追い焚き運転が終了した後に、熱回収運転を行うように制御する（図４に概念図を示す）。
【００４５】
逆に、熱回収運転中に追い焚き運転制御手段３２が追い焚き運転の指示を受けた場合にも、追い焚き運転を優先として、熱回収運転制御手段３３は熱回収運転を停止し、追い焚き運転制御手段３２が追い焚き運転を開始する。
【００４６】
各々の運転を行う場合の弁およびポンプの動作と、それに伴う水および湯の流れについて説明する。
【００４７】
まず、風呂自動運転制御手段３１が風呂自動運転を行うときの動作について説明する。
【００４８】
最初に浴槽３へ注湯を行う場合における回路中の水および湯の流れを図５に示す。給水配管２７を経て風呂側給水配管２２へと供給される給水と、貯湯槽１の略上部より風呂側給湯配管２１へと供給された湯は風呂混合弁２４にて所望温度の湯に混合され、給湯管２３へと供給される。
【００４９】
このとき、風呂注湯弁２６を開き、給湯管２３へと供給された所望温度の湯は、風呂循環回路２５より浴槽３へと注湯される。このとき、風呂混合弁２４の開度は、給湯管２３より供給される湯の温度に基づいてフィードバック制御されるのが一般的であり、風呂側給湯配管２１より供給される湯の温度、および風呂側給水配管２２より供給される給水の温度により変化する。
【００５０】
浴槽３内の湯を保温する場合における回路中の水および湯の流れを図６に示す。貯湯槽水搬送ポンプ５ａと浴槽水搬送ポンプ５ｂとが運転を開始し、貯湯槽水搬送ポンプ５ａの運転により、貯湯槽１の略上部より風呂側給湯配管２１へと湯が供給され、風呂混合弁２４を経て給湯管２３へと供給される。
【００５１】
このとき、風呂注湯弁２６を閉じ、給湯管２３へと供給された湯は、給湯分岐管２８へと供給され、熱交換器４にて風呂循環回路２５を循環する浴槽３内の湯を加熱して、浴槽湯温を上昇させる。
【００５２】
一方、熱交換器４を出て比較的低温となった給湯分岐管２８を流通する湯は熱交戻り管２９より貯湯槽１へと還流する。このとき、風呂混合弁２４の開度は、風呂側給湯配管２１側が略全開となり、高温の湯が熱交換器４に供給されるように制御されるのが一般的であるが、風呂側給水配管２２より一定量の水が流入し混合するものであってもよい。
【００５３】
浴槽３内の湯温を検知するための浴槽湯温検知動作を行う場合における回路中の水および湯の流れを図７に示す。浴槽水搬送ポンプ５ｂが運転を開始し、風呂循環回路２５内を浴槽３内の湯が循環する。
【００５４】
このとき、風呂注湯弁２６を閉じ、貯湯槽水搬送ポンプ５ａは運転を行わない。浴槽湯温検知手段３０が浴槽湯温を検知し、保温動作を行うか行わないかを判断する。
【００５５】
次に、追い焚き運転制御手段３２が追い焚き運転を行う場合の動作であるが、追い焚き運転を行う場合における回路中の水および湯の流れは風呂自動運転制御手段が保温動作を行う場合と同じで図６に示す通りであるので省略する。
【００５６】
最後に、熱回収運転制御手段３３が、浴槽３に残された湯の熱回収運転を行う場合における回路中の水および湯の流れを図８に示す。
【００５７】
熱回収運転を開始すると、貯湯槽水搬送ポンプ５ａの運転により、貯湯槽１の略下部より風呂側給水配管２２へと水が供給され、風呂混合弁２４を経て給湯管２３へと供給される。
【００５８】
このとき、風呂注湯弁２６を閉じ、給湯管２３へと供給された水は、給湯分岐管２８へと供給され、熱交換器４にて風呂循環回路２５を循環する浴槽３内の湯と熱交換を行って
熱を回収する。
【００５９】
一方、熱交換器４を出て比較的高温となった給湯分岐管２８を流通する水は熱交戻り管２９より貯湯槽１へと還流する。このとき、風呂混合弁２４の開度は、風呂側給水配管２２側が略全開となるように制御されるのが一般的であるが、風呂側給湯配管２１より一定量の湯が流入し混合するものであってもよい。
【００６０】
熱回収運転を行った場合の貯湯槽１内の温度分布は、図９に示す１６、１７、１８の順に変化する。この貯湯温度は当然ながら給湯に必要とされる貯湯温度よりも低い温度域であるため、ヒートポンプユニット２で再加熱して利用する。
【００６１】
ところが、ヒートポンプユニット２の運転効率は、図１０に示すように加熱前の水温が高いほど低下する。
【００６２】
図３に示した貯湯槽１の温度分布からわかるように、熱回収運転後のヒートポンプユニット２による加熱量は、浴槽３からの回収熱量が増加するほど少なくなるが、それと同時にヒートポンプユニット２で加熱する前の水温は高くなって、再加熱時の運転効率は低下するので、できるだけ多くの熱回収をおこなうことが必ずしも省エネルギーにつながらない。
【００６３】
すなわち、ヒートポンプユニット２への入力（消費熱量あるいは消費電力）は、所要貯湯熱量を得るための熱回収前の必要加熱量から熱回収運転によって得られた回収熱量を減じたものを、ヒートポンプユニット２による貯湯運転中の平均効率で除したものとなり、この値は図１１に示すように、回収熱量に対して最小値を有する場合がある。
【００６４】
したがって、浴槽３からの熱回収運転を、熱回収運転停止後に行われる再加熱運転において、ヒートポンプユニット２への入力が略最小となる時点で停止することが、より高い省エネルギー効果を得るために必要である。
【００６５】
最小値となる時点を見つける具体的な方法としては、所定の時間間隔で測定される貯湯槽１の温度分布に基づいて予想されるヒートポンプユニット２への入力値の刻々の変化の推移を求めて、その値の減少度合いが小さいか減少しなくなる、あるいは増加に転じることで判断する。
【００６６】
先にも述べたが、図１０に示すように、貯湯槽１内の湯水をヒートポンプユニット２にて加熱する場合、貯湯槽１からヒートポンプユニット２に水を搬送させる部位の温度（本実施の形態においては、貯湯槽１の下部の温度）が低くなるにつれて、ヒートポンプユニット２の運転効率は高くなるが、浴槽３からの熱回収運転時、浴槽３からの熱回収した湯水が貯湯槽１内に入湯してくることで、貯湯槽１からヒートポンプユニット２に水を搬送させる部位の温度が上昇し始める状態が存在する。
【００６７】
従って、浴槽３からの熱回収運転時に、貯湯槽１のヒートポンプユニット２に水を搬送させる部位の温度を測定し、その温度の上昇度合いが増加に転じる付近で、浴槽３からの熱回収運転動作を停止させることで、熱回収運転後の加熱運転時におけるヒートポンプユニット２の運転効率の略最大を実現できるのである。
【００６８】
上記を勘案して高い省エネルギー効果を得るための熱回収運転制御手段３３の制御方法について説明する。
【００６９】
図１２は熱回収運転制御手段３３の動作のフローチャートである。熱回収運転中の動作
は、まず所要貯湯熱量取得部１０で取得された所要貯湯熱量と貯湯温検知手段８ａ〜８ｅにより測定された現在の貯湯槽１の温度分布、およびヒートポンプユニット２の沸き上げ温度等の運転条件から貯湯運転完了時の貯湯槽１内の温度分布を予測し、それを現在の温度分布と比較して、その時点からヒートポンプユニット２で加熱する場合の残りの加熱量Ｑｒを求める（ステップ１）。
【００７０】
次に、測定された現在の温度分布から、予測された貯湯運転完了時の温度分布に達するまでの間にヒートポンプユニット２で沸き上げる前の平均水温を推定する（ステップ２）。
【００７１】
さらにステップ２で求めた平均水温と図９で示したヒートポンプユニット２の特性とから貯湯運転時の平均効率を求め、ステップ１で求めた残りの加熱量Ｑｒをこの平均効率で除して、貯湯運転時の入力Ｑｉｎを推定する（ステップ３）。
【００７２】
Ｑｉｎは前回の評価時刻において求めた値であるＱｉｎ−ｆとの差を求め、それがあらかじめ定めた偏差ｑより小さい場合、すなわち推定入力の変化が次第に小さくなって最小値と判断されたら、ステップ５で貯湯槽水搬送ポンプ５ａと浴槽水搬送ポンプ５ｂとを停止して熱回収運転を終了する。
【００７３】
ＱｉｎとＱｉｎ−ｆとの差がｑ以上の場合は熱回収運転を継続し、次の評価時刻になれば（ステップ７）、以上の動作を繰り返す。
【００７４】
なお、補足として熱回収運転開始後一回目の動作時は、ステップ４での比較はおこなわずにステップ６を実行する。
【００７５】
ここでは、最小値の判断を減少度合いが小さくなったことでおこなっているが、評価時刻間の入力の差ｑが０となる場合、またはｑの符号が前回の評価時刻と逆になる場合、すなわち推定入力が増加に転じるときを最小値として、熱回収運転を停止してもよい。
【００７６】
また、測定される貯湯槽１の温度の値の測定誤差等により、推定入力は最小値に至る間に増減のあることも多い。
【００７７】
したがって、最近の数回の評価時刻における推定入力を記憶しておき、その移動平均値を用いて最小値に達したかどうかを判断することによって、最小値に達したかどうかの判定精度をより高められる場合もある。
【００７８】
以上のように、本実施の形態においては、追い焚き運転制御手段３２が追い焚き運転を行っているときに、リモコン３４から熱回収運転制御手段３３が熱回収運転を開始するように指示を受けた場合に、熱回収運転を行わないことにより、追い焚き運転制御手段３２が浴槽３の湯を循環加温する間に、熱回収運転制御手段が浴槽３内の湯から熱を回収することがないので、熱回収運転により追い焚き運転に要する時間が長くなったり、所望の温度まで昇温させることができなくなったりすることを防止できる。
【００７９】
これによって、追い焚き運転と熱回収運転との両方を有する給湯装置においても、追い焚き運転中に熱回収運転が動作することによる追い焚き運転の長時間化や浴槽湯温の低下を防止して、ユーザーが快適に入浴することができる。
【産業上の利用可能性】
【００８０】
以上のように、本発明にかかる給湯装置は、被温度制御対象に対して加温と冷却との両方の動作ができる場合において、お互いの動作が影響して所望の温度を得るための運転時
間が長くなったり、得られなくなったりすることを防ぐことができるので、熱回収運転機能を有する給湯装置や、温水床冷暖房システムにおいて、優れた温度制御性を提供できる。
【符号の説明】
【００８１】
１  貯湯槽
２  ヒートポンプユニット
３  浴槽
４  熱交換器
５ａ  第一の循環ポンプ（貯湯槽水搬送ポンプ）
５ｂ  第二の循環ポンプ（浴槽水搬送ポンプ）
８  貯湯温検知手段
２１  高温水供給管（風呂側給湯配管）
２２  低温水供給管（風呂側給水配管）
２３  給湯管
２４  混合弁（風呂混合弁）
２５  風呂循環回路
２６  開閉弁（風呂注湯弁）
２７  給水配管
２８  給湯分岐管
２９  熱交戻り管
３０  浴槽湯温検知手段
３１  風呂自動運転制御手段
３２  追い焚き運転制御手段
３３  熱回収運転制御手段
【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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【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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【図１２】
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【図１３】
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