(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧縮機、水熱交換器の第１の熱交換管、膨張弁、空気熱交換器を順次接続して冷媒を循環させる冷凍サイクルと、
上記水熱交換器の第１の熱交換管と熱交換自在の第２の熱交換管、この第２の熱交換管からの湯を受ける湯入口と給湯口を上部に設ける一方、給水を受水する給水入口と水出口を下部に設けた貯湯タンク、ポンプを順次接続して水を循環させる主回路およびこのポンプの水吐出側と上記貯湯タンクの湯入口側とを連通するバイパス路およびこのバイパス路の途中に介在された開閉弁を備えた水回路と、
上記貯湯タンク内の水を上記水回路に循環させて、この水を上記水熱交換器の入口水温の設定値まで昇温させる貯湯運転の前に、上記貯湯タンク内の残湯を検出したときに、その残湯量に応じて上記水熱交換器の入口水温設定値よりも所定値高く予め設定された設定値に、この入口水温設定値を補正して貯湯運転をする貯湯温制御手段と、
この貯湯温制御手段による貯湯運転の終了後、上記開閉弁を所定時間開弁すると共に上記ポンプを運転する貯湯温均等化手段と、
を具備していることを特徴とするヒートポンプ給湯器。
【請求項２】
上記貯湯温均等化手段は、上記開閉弁を開弁して運転する上記ポンプの運転時間を、上記残湯量に応じて予め設定し、または上記水熱交換器の入口水温が所定の貯湯温度に対応する設定値に達したときに上記ポンプの運転を停止するように構成されていることを特徴とする請求項１記載のヒートポンプ給湯器。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ヒートポンプ式冷凍サイクルにより貯湯タンク内の水を加熱して高温水の給湯が可能なヒートポンプ給湯器に係り、特に、貯湯タンク内に残湯がある場合でも貯湯全体の温度を設定値でほぼ均等化できるヒートポンプ給湯器に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、この種のヒートポンプ給湯器の一例としては、例えば図５に示すように冷媒を循環させるヒートポンプ式冷凍サイクル１と、この冷凍サイクル１により加熱される水を給湯タンク１２に供給する水回路１０と、を具備したものがある。
【０００３】
冷凍サイクル１は、圧縮機２、水熱交換器３の一次側熱交換管３ａ、膨張弁５、室外空気熱交換器６を冷媒配管７によりこの順に順次接続して冷媒を循環させる閉じたループを構成している。なお、図５中符号８は除霜運転時に制御器９により開弁される除霜二方弁であり、１７は各種温度センサである。
【０００４】
一方、水回路１０は、上記水熱交換器３の一次側熱交換管３ａと熱交換自在の二次側熱交換管３ｂ、補助ヒータ１１、給湯タンク１２、ポンプ１３をこの順に順次水配管１４により接続して、水（または温水）を循環させる閉じたループを構成している。
【０００５】
貯湯タンク１２はその上部に、補助ヒータ１１からの温水が供給される湯入口と給湯口を兼用する湯出入口１２ａを設け、この湯出入口１２ａに接続された二股分岐管の一端を補助ヒータ１１側の水路に接続する一方、他方の分岐管端部を給湯ライン１５に接続している。一方、給湯タンク１２の底部には、給水を受ける水入口１２ｂと水出口１２ｃとを設け、水入口１２ｂには給水ライン１６を接続している。
【０００６】
そして、貯湯運転時には、冷媒が図５中矢印で示す方向に循環して水熱交換器３が凝縮器として作用する一方、空気熱交換器６が蒸発器として作用する。このために、貯湯タンク１２の底部の水出口１２ｃからポンプ１３により汲み出され水は水熱交換器３の二次側熱交換管３ｂ内を通水する際に、一次側熱交換管４ｂを通る高温高圧のガス状冷媒の凝縮熱により加熱されて温水になり、この温水がポンプ１３の送水により水配管１４を介して貯湯タンク１２内に、その上部の湯出入口１２ａから供給される。
【０００７】
この貯湯タンク１２内ではその上部の貯湯層とこの貯湯よりも温度の低い水が溜まる下部の貯水層とが殆ど混合することがなく分布し、しかも、水熱交換器３により加熱された湯が貯湯タンク１２内には、その上部の湯出入口１２ａから供給されるので、その給湯が上部の貯湯層へ蓄えられて行くと共に、漸次下方の貯水層側へ降下して行き、最終的には昇温した湯が水熱交換器３へ流入するので、この水熱交換器３の入口水温が設定温度（例えば約３０℃）に達したときに、貯湯タンク１２内の貯湯温度が所定値（例えば８５℃）に達したものと制御器９により判断して貯湯運転を終了させ、給湯運転に待機させる。
【０００８】
すなわち、貯湯タンク１２内の貯湯層の貯湯温度は、水熱交換器３の入口水温により決定され、貯湯運転中、この設定温度になるように圧縮機２の回転数が制御される。また、ポンプ１３の吐出流量は例えば電力料金が安くなる深夜電力時間帯（一般に８時間）のうちに貯湯タンク１２内の水が全て一巡する流量に設定されている。この貯湯運転後は、給湯運転が行なわれ、貯湯タンク１２内の貯湯が貯湯タンク１２の上部の湯出入口１２ａから給湯ライン１５を経て図示しない被給湯部に給湯され、その給湯量とほぼ同量の水が給水ライン１６により貯湯タンク１２内に補給される。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このような従来のヒートポンプ給湯器では、給湯運転後、図６に示すように貯湯タンク１２内の上部に蓄積されている貯湯の残湯層Ａの残湯量が多い場合には、上記貯湯運転と給湯運転の繰り返しにより、残湯層Ａの残湯が常に使用されないまま熱ロスにより温度が低下し、全体の蓄熱量が減少する、つまり所定の蓄熱量が蓄えられないという課題がある。
【００１０】
すなわち、図６に示すように例えば電力料金の安い深夜時間帯等において貯湯運転を開始する前には、貯湯タンク１２内では、熱ロスで温度低下した残湯層Ａがこれより温度の低い貯水層Ｂの上方に分布するので、これら両層Ａ，Ｂの湯水は殆ど混合しない状態で分布しており、図７に示すように、深夜電力時間帯での貯湯運転の終了時には、その残湯層Ａの残湯がさらに熱ロスにより低下（例えば７０℃）しつつ貯湯タンク１２内を漸次降下して行き、この残湯層Ａの上には残湯が水熱交換器３により加熱されて目標温度（例えば８５℃）に達した高温の貯湯層Ｃが分布され、しかも、これら両層Ａ，Ｃの湯も上層の貯湯の方が下層の貯湯よりも温度が高いので、両層は殆ど分離されたままで殆ど混合されない。
【００１１】
このために、貯湯タンク１２の水出口１２ｃから水熱交換器３へ供給される湯としては熱ロスにより温度が低下しても、比較的温度の高い残湯が供給されるので、残湯層Ａの残湯が目標温度に達する前に水熱交換器３の入口水温が設定温度（例えば３０℃）に達してしまって貯湯運転が終了してしまう。このために、貯湯タンク１２内では、その上部にて所定の目標温度（例えば８５℃）に達した高温湯層Ｃとこれよりも温度の低い残湯層Ａとが上下で分布するので、これら両層Ａ，Ｃの貯湯同士は混合せずに殆ど分離したままの状態であるので、貯湯タンク１２内全体の貯湯温度が均一でなくなる。
【００１２】
したがって、図８に示すように貯湯運転が終了した時点（深夜電力貯湯前）では、貯湯タンク１２内の貯湯の熱ロスによりさらに温度が低下（例えば７０℃から６５℃まで低下）した残湯層Ａが貯湯タンク１２内上部に残る。すなわち、これの毎日の繰返しにより残湯層Ａが熱ロスにより日に日に温度低下して行き、この残湯層Ａの残湯が給湯されるので、給湯温度を目標温度まで昇温できないという課題になる。
【００１３】
ところで、このように貯湯タンク１２内に残湯があるということは蓄熱量が少なくてよいという考え方もできるが、急に目標温度の給湯が多量に必要になる場合もあるので、所定の蓄熱量は毎日確保する必要がある。すなわち、貯湯タンク１２内の貯湯量のほぼ全体を目標温度でほぼ均一に貯湯（蓄熱）する必要がある。
【００１４】
本発明はこのような事情を考慮してなされたもので、その目的は、貯湯タンク内に残湯がある場合でもいつでも貯湯タンク内全体の貯湯を目標温度でほぼ均一に貯湯（蓄熱）することができるヒートポンプ給湯器を提供することにある。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
請求項１の発明は、圧縮機、水熱交換器の第１の熱交換管、膨張弁、空気熱交換器を順次接続して冷媒を循環させる冷凍サイクルと、上記水熱交換器の第１の熱交換管と熱交換自在の第２の熱交換管、この第２の熱交換管からの湯を受ける湯入口と給湯口を上部に設ける一方、給水を受水する給水入口と水出口を下部に設けた貯湯タンク、ポンプを順次接続して水を循環させる主回路およびこのポンプの水吐出側と上記貯湯タンクの湯入口側とを連通するバイパス路およびこのバイパス路の途中に介在された開閉弁を備えた水回路と、上記貯湯タンク内の水を上記水回路に循環させて、この水を上記水熱交換器の入口水温の設定値まで昇温させる貯湯運転の前に、上記貯湯タンク内の残湯を検出したときに、その残湯量に応じて上記水熱交換器の入口水温設定値よりも所定値高く予め設定された設定値に、この入口水温設定値を補正して貯湯運転をする貯湯温制御手段と、この貯湯温制御手段による貯湯運転の終了後、上記開閉弁を所定時間開弁すると共に上記ポンプを運転する貯湯温均等化手段と、を具備していることを特徴とするヒートポンプ給湯器である。
【００１６】
この発明によれば、給湯運転後かつ貯湯運転の開始前、貯湯タンク内の残湯を検出すると、水熱交換器の第２の熱交換管の入口水温の設定値（貯湯温度の設定値）を、貯湯温制御手段により残湯量に応じてその設定値よりも所定値高い温度に補正して、貯湯運転する。このために、貯湯タンク内では熱ロスにより温度が低下した温度の低い残湯層の上に、水熱交換器により加熱された温度の高い貯湯が所定の流量で供給され、水熱交換器の入口水温度が補正設定値に達したときに貯湯運転が終了する。
【００１７】
この貯湯運転の終了後は、貯湯温均等化手段によりバイパス路の開閉弁が開弁されると共にポンプが所定時間運転される。このために、貯湯タンク内の下部にあって温度の低い残湯がポンプにより昇圧されて、水熱交換器をバイパスして開弁中の開閉弁とバイパス路を通って貯湯タンク内へ、その上部の湯入口から直接供給される。
【００１８】
このために、貯湯タンク内では、温度の高い貯湯層の上にこれよりも温度の低い残湯等の湯ないし水が供給されるので、自然対流により混合され、貯湯タンク内全体の湯の温度分布が高温度で均一化される。したがって、貯湯タンク内に残湯があっても所定温度で貯湯できる。しかも、このとき、貯湯タンク内の残湯を流路抵抗の大きい水熱交換器をバイパスさせて貯湯タンク内上部へ直接戻すので、その還流量の増大を図ることができる。このために、貯湯タンク内の温度の異なる貯湯同士の混合を促進することができるので、この温度均等化運転時間の短縮を図ることができる。
【００１９】
請求項２の発明は、上記貯湯温均等化手段は、上記開閉弁を開弁して運転する上記ポンプの運転時間を、上記残湯量に応じて予め設定し、または上記水熱交換器の入口水温が所定の貯湯温度に対応する設定値に達したときに上記ポンプの運転を停止するように構成されていることを特徴とする請求項１記載のヒートポンプ給湯器である。
【００２０】
この発明によれば、バイパス路の開閉弁を開弁してのポンプの運転時間は貯湯タンク内の残湯量に応じて設定されるので、貯湯タンク内の貯湯温度を、残湯量の多少に拘らず常にほぼ一定に保持することができる。また、水熱交換器の入口水温が貯湯タンク内の貯湯温度に対応する水熱交換器の入口温度に達したときに、貯湯温均等化手段によりポンプの運転が停止されるので、貯湯タンク内の残湯量の多少に拘らず貯湯温度を常にほぼ一定に保持することができる。
【００２１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を図１〜図４に基づいて説明する。これらの図中、同一または相当部分には同一符号を付している。
【００２２】
図１は本発明の一実施形態に係るヒートポンプ給湯器２１の全体構成を示すブロック図である。このヒートポンプ給湯器２１は水を図中矢印方向に循環させる水回路３１と、この水回路３１の水を加熱する加熱媒体としての冷媒を図中矢印方向に循環させるヒートポンプ式冷凍サイクル４１とを備えている。
【００２３】
冷凍サイクル４１は、図示しないインバータにより運転周波数を制御することにより単位時間当りの回転数（回転速度）が制御自在の圧縮機４２、水熱交換器４３の第１（一次側）の熱交換管４３ａ、電動弁等よりなる流量調整自在の膨張弁４４、室外等に設置される空気熱交換器４５を冷媒配管４６によりこの順に順次接続して冷媒を循環させる閉じたループを構成している。圧縮機４２の吐出側と空気熱交換器４５の冷媒入口側とは除霜バイパス路４７により連通させており、この除霜バイパス路４７の途中には電磁二方弁等よりなる除霜バイパス弁４８を介装している。
【００２４】
また、水熱交換器４３と空気熱交換器４５には水と空気または冷媒との熱交換を促進させるための図示しないファンをそれぞれ設ける一方、水熱交換器４３に、冷媒の凝縮温度を検出する凝縮温度センサ４９を設け、膨張弁４４の下流側に冷媒の蒸発温度を検出する蒸発温度センサ５０を設け、さらに、圧縮機４２には、その吸込側温度を検出する吸込側温度センサ５１と吐出側温度を検出する吐出側温度センサ５２を設けている。
【００２５】
そして、これら吸込側，吐出側温度センサ５１，５２、蒸発温度センサ５０、凝縮温度センサ４９、膨張弁４４、除霜バイパス弁４８、図示しない熱交換用ファンを図示しない信号線により制御器５３に電気的に接続している。
【００２６】
一方、水回路３１は上記水熱交換器４３の冷媒を通す一次側熱交換管４３ａと熱交換自在の水を通す二次側熱交換管４３ｂ、補助ヒータ３２、貯湯タンクである給湯タンク３３、流量可変のポンプ３４を水配管３５によりこの順に順次接続して水を図中矢印方向に循環させる閉じたループの主回路を構成している。ポンプ３４は、貯湯運転中は例えば電力料金が割安の深夜時間帯の約８時間で貯湯タンク３３内の貯湯（水）を一巡させる能力を備えていればよく、水熱交換器４３も低温量の能力を備えていればよい。
【００２７】
貯湯タンク３３は、その上部に、補助ヒータ３２からの温水（湯）を受水する受水口と、図示しない被給湯部に給湯する給湯口とを兼用する湯出入口３３ａを設け、この湯出入口３３ａに接続された二股分岐管の一分岐端を補助ヒータ１１の出口水路側に接続する一方、他の分岐端を給湯管３８に接続している。一方、貯湯タンク３３の下部には、給水管３９に接続された受水口３３ｂと、貯湯タンク３３内の貯水ないし貯湯を供給する水出口３３ｃとを形成している。
【００２８】
そして、ポンプ３４の吐出側と水熱交換器４３の水出口側とを連通して水熱交換器４３をバイパスさせる熱交バイパス路３６と、この熱交バイパス路３６の途中に介装された熱交バイパス弁３７と、水熱交換器４３の二次側熱交換管４３ｂからの出湯の温度を検出する湯温センサ４０ａと、貯湯タンク３３の水出口３３ｃからの水の温度を検出する水温センサ４０ｂと、貯湯タンク３３内の水温を検出して残湯を検出するための第２の水温センサとを備えている。これら第２の水温センサ、補助ヒータ３２、ポンプ３４、熱交バイパス弁３７は図示しない信号線により制御器５３に電気的に接続されている。
【００２９】
制御器５３は例えばマイクロプロセッサ等よりなり、残湯量検出手段、貯湯温制御手段、貯湯温均等化手段、着霜検出手段、除霜完了検出手段、膨張弁開度制御手段、流量可変のポンプ３４の回転速度（単位時間当りの回転数）を制御するポンプ制御手段および圧縮機制御手段を備えている。
【００３０】
上記残湯量検出手段は、給湯運転後かつ貯湯運転前、貯湯タンク３３内の図示しない第２の水温センサにより検出された温度検出値に基づいて貯湯タンク３３内の残湯量を検出する手段である。
【００３１】
貯湯温制御手段は、水熱交換器４３の二次側熱交換管４３ｂの入口水温を所定値に設定することにより、貯湯タンク３３内へ供給される貯湯温の目標値を設定する一方、上記残湯を検出したときに、水熱交換器４３の入口水温設定値を、残湯量に応じて所定値高くするように補正して貯湯運転するものである。貯湯運転の電力は例えば電力料金の安い深夜の時間帯の電力を使用して行なわれる。
【００３２】
貯湯運転は冷凍サイクル４１については除霜用二方弁である除霜バイパス弁４８を閉弁して貯湯運転すると共に、水回路３１の熱交バイパス弁３７を閉弁し、ポンプ３４を運転して貯湯タンク３３内の貯水ないし貯湯を水熱交換器４３の二次側熱交換管４３ｂへ送水し、ここで一次側熱交換管４３ａ内を通る高温高圧のガス状冷媒の凝縮熱により加熱して貯湯温度が設定値（目標値）に達するまで、すなわち、水熱交換器４３の２次側熱交換管４３ａの入口水温が所定の設定温度（例えば約３０度）に達したことを水温センサ４０ｂにより検出するまで、運転される。給湯運転はこの貯湯運転後、給湯管３８の図示しない給水弁の開弁と給水ポンプの運転により、貯湯タンク３３内の貯湯を給水管３８により図示しない被給湯部に給湯する運転である。
【００３３】
そして、貯湯温均等化手段は、給湯後かつ貯湯運転前に、貯湯タンク３３内に残湯が残存する場合でも貯湯タンク３３内に蓄えられている貯湯の全体の温度を均等化するものであり、上記貯湯温制御手段により水熱交換器４３の入口水温設定値を補正して行なった貯湯運転の終了後、熱交バイパス弁３７を開弁すると共に、ポンプ３４を所定時間運転することにより貯湯タンク３３内の温度の異なる貯湯同士を自然対流により混合させて貯湯全体の湯温をほぼ均等化するものであり、これら熱交バイパス弁３７の開弁時間とポンプ３４の運転時間は共に貯湯タンク３３内の残湯量に対応して予め設定されている設定値を使用する。
【００３４】
着霜検出手段は冷凍サイクル４１の貯湯運転により蒸発器（冷却器）として作用する空気熱交換器４５に発生する着霜を検出するものであり、この貯湯運転時間と、蒸発温度センサ５０により検出した空気熱交換器４５の入口温度最低値等に基づいて、その着霜を検出し、その着霜を検出したときは除霜バイパス弁４８を開弁し、圧縮機４２から吐出された高温高圧のガス状冷媒を水熱交換器４３と膨張弁４４をバイパスさせて除霜バイパス路４７を通して直接空気熱交換器４５に導入し、ここで凝縮液化する冷媒の凝縮熱により空気熱交換器４５を加熱し、着霜を加熱融霜して除霜するようになっている。この除霜運転は除霜完了検出手段により除霜の完了を検出するまで続行される。
【００３５】
この除霜完了検出手段は吸込側温度センサ５１により検出した圧縮機４２の吸込側温度の検知温度が、例えば２．５℃以上で８０秒継続するか、または、その検知温度が５℃以上になるか、または、除霜運転が１０分以上継続した場合に、除霜運転が完了したものと判断し、その判断後、除霜バイパス弁４８を図１に示すように再び閉弁して除霜運転から再び貯湯運転へ復帰させるように構成されている。
【００３６】
圧縮機制御手段は、図示しないインバータを制御して圧縮機４２の運転周波数を制御することにより、回転速度を制御し、冷凍サイクル４１を循環する冷媒の循環流量を制御させることにより水熱交換器４３の一次側熱交換管４３ａの凝縮熱（放熱）量を制御し、その二次側熱交換管４３ｂの通水への与熱量を制御させることにより、この水熱交換器４３の水出口温を制御するようになっている。
【００３７】
次に、このように構成されたヒートポンプ給湯器２１の作用を説明する。
【００３８】
まず、図１に示すように冷凍サイクル４１側を貯湯運転すると、圧縮機４２により圧縮された高温高圧のガス状冷媒が水熱交換器４３の一次側熱交換管４３ａ内を通ることにより凝縮液化して放熱し、この凝縮熱（放熱）により水熱交換器４４の二次側熱交換管４４ｂ内を通水する水が加熱される。
【００３９】
一方、この水熱交換器４３で凝縮液化した液冷媒は所定開度の膨張弁４４を通る際に減圧されると共に、冷媒流量が適宜流量に制御されて空気熱交換器４５内に流入し、ここで蒸発して外気から吸熱してガス状冷媒の状態で再び圧縮機４２内へ、その吸込側から戻され、再び圧縮機４２で圧縮されて水熱交換器４３内へ流入して凝縮液化し、その凝縮熱により二次側熱交換管４３ｂの通水を加熱し、以下これの繰返しにより水熱交換器４３の二次側熱交換管４３ｂの通水が漸次高温水に加熱される。
【００４０】
この水熱交換器４３で加熱された温水（湯）は、その水出口から出て補助ヒータ３２によりさらに加熱されてから給湯タンク３３内へ、その上部の水出入口３３ａから供給され貯蔵される。
【００４１】
さらに、この給湯タンク３３内の貯湯は、その底部の水出口３３ｃから流量可変のポンプ３４内へ吸い込まれ、ここで昇圧されてから再び水熱交換器４３の二次側熱交換管４３ｂ内を通水し、その通水の際に、再び一次側熱交換管４３ａ内を通る高温高圧のガス状冷媒の凝縮熱により加熱されて温水温度をさらに高めて補助ヒータ３２によりさらにまた加熱されて給湯タンク３３内へ、その上部の湯出入口３３ａから供給される。以下、これの繰返しにより貯湯タンク３３内の貯湯温度が漸次目標温度まで昇温されたときに貯湯運転が停止され、給湯運転に備える。そして、給湯運転時には、給湯タンク３３内の給湯が給湯管３８を介して被給湯部へ給湯される。
【００４２】
そして、このような貯湯運転中は空気熱交換器４５が室外に設置されるうえに蒸発器（冷却器）として作用するので、この空気熱交換器４５に着霜が発生する場合がある。この着霜は制御器５３の着霜検出手段により検出される。着霜検出手段はこの空気熱交換器４５の着霜を検出すると、除霜バイパス弁４８を開弁して貯湯運転から除霜運転に切り換える。
【００４３】
すると、圧縮機４２からの高温高圧のガス状冷媒が水熱交換器４３をバイパスして空気熱交換器４５内に直接流入して凝縮液化して放熱するので、その放熱により空気熱交換器４５の着霜を加熱し、ここで融霜することにより除霜することができる。
【００４４】
さらに、この空気熱交換器４５で凝縮した冷媒は、圧縮機４２へ、その吸込側から戻され、以下、これの繰返しにより空気熱交換器４５の着霜が除霜される。この除霜が完了すると、その除霜完了を制御器５３の除霜完了手段が吸込側温度センサ５１からの検出温度等に基づいて検出し、除霜バイパス弁４８を閉じて除霜運転を終了させ、冷凍サイクル４１を再び貯湯運転に復帰させる。
【００４５】
この貯湯運転への復帰により、上記貯湯運転が再び繰り返され、貯湯タンク３３内の貯湯の温度が所定値に達すると、水熱交換器４３の入口水温を検出する水温センサ４０ｂにより所定の設定温度（例えば３０℃）を検出するので、貯湯タンク３３内の貯湯が所定の設定温度（例えば８５℃）に達したものと判断して圧縮機４２やポンプ３４、補助ヒータ３２、熱交換器用ファン等の運転を停止させて貯湯運転を終了させ、給湯運転に備えて待機する。
【００４６】
そして、図２に示すように給湯運転後、かつ貯湯運転前、貯湯タンク３３内の残湯層Ａを制御器５３の上記残湯検出手段により検出した場合には、貯湯温制御手段により前回の貯湯運転時に設定された水熱交換器４３の入口水温の設定値を、残湯量に応じて入口水温の前回設定値よりも予め高い設定値に補正し、湯温センサ４０ａにより検出される貯湯温度が貯湯運転時の設定値（例えば８５℃）よりも所定値高い補正設定値（例えば９０℃）に補正して貯湯運転を開始する。
【００４７】
これにより、図３に示すように貯湯タンク３３内では、その上部に、設定温度よりも所定値高い温度（例えば９０℃）に達した高温湯層Ｃが分布する一方、この高温湯層の下方には熱ロス等により例えば約７０℃程度に降温した残湯の低温湯層が分布し、これら両湯層Ｃ，Ａは高温湯層が低温湯層の上に分布するために殆ど混合されずに分離される。
【００４８】
そこで、図４に示すように制御器５３の貯湯温均等化手段は熱交バイパス弁３７を所定時間開弁すると共にポンプ３４を運転し、貯湯タンク３３の水出口３３ｃからの水を流路抵抗の大きい水熱交換器４３をバイパス路３７によりバイパスさせてポンプ３４により大流量で水回路３１を循環させる。このポンプ３４の運転時間と熱交バイパス弁３７の開弁時間は制御器５３の湯温均等化手段により予め残湯量に応じて設定されている。
【００４９】
これにより、貯湯タンク３３内の低温湯層の比較的温度の低い残湯が貯湯タンク３３内の高温湯層Ｃの上から大流量で供給されるので、貯湯タンク３３内では低温湯層Ａと高温湯層Ｃとが自然対流により混合され、その全体を例えば約８５℃程度の所定の設定温度に均等化することができる。
【００５０】
したがって、給湯運転後、貯湯タンク３３内に残湯がある場合でも、次回の貯湯運転により貯湯タンク３３内の貯湯全体を所定の設定温度でほぼ均等化することができるので、湯温がほぼ一定の貯湯を給湯することができる。
【００５１】
しかも、この貯湯均等化運転のときには、熱交バイパス弁３７を開弁することにより水回路３１を循環する水に水熱交換器４３をバイパスさせるので、貯湯タンク３３内の低温湯層Ａの貯湯を高温湯層Ｃの貯湯の上に大流量で供給することができるので、これら低温湯層Ａと高温湯層Ｃとの混合効率を向上させることができる。このために、貯湯均等化運転時間の短縮を図ることができると共に、ポンプ３４の大型化を抑制することができる。
【００５２】
【発明の効果】
以上説明したように本発明は、給湯運転後かつ貯湯運転の開始前、貯湯タンク内の残湯を検出すると、水熱交換器の第２の熱交換管の入口水温の設定値（貯湯温度の設定値）を、貯湯温制御手段により残湯量に応じてその設定値よりも所定値高い温度に補正して、貯湯運転する。このために、貯湯タンク内では熱ロスにより温度が低下した温度の低い残湯層の上に、水熱交換器により加熱された温度の高い貯湯が所定の流量で供給され、水熱交換器の入口水温度が補正設定値に達したときに貯湯運転が終了する。
【００５３】
この貯湯運転の終了後は、貯湯温均等化手段によりバイパス路の開閉弁が開弁されると共にポンプが所定時間運転される。このために、貯湯タンク内の下部にあって温度の低い残湯がポンプにより昇圧されて、水熱交換器をバイパスして開弁中の開閉弁とバイパス路を通って貯湯タンク内へ、その上部の湯入口から直接供給される。
【００５４】
このために、貯湯タンク内では、温度の高い貯湯層の上にこれよりも温度の低い残湯等の湯ないし水が供給されるので、自然対流により混合され、貯湯タンク内全体の湯の温度分布が高温度で均一化される。したがって、貯湯タンク内に残湯があっても所定温度で貯湯できる。しかも、このとき、貯湯タンク内の残湯を流路抵抗の大きい水熱交換器をバイパスさせて貯湯タンク内上部へ直接戻すので、その還流量の増大を図ることができる。このために、貯湯タンク内の温度の異なる貯湯同士の混合を促進することができるので、この温度均等化運転時間の短縮を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態に係るヒートポンプ給湯器の全体構成を示すブロック図。
【図２】図１で示すヒートポンプ給湯器において、貯湯運転前に貯湯タンク内に残湯が存在する場合のブロック図。
【図３】図１で示すヒートポンプ給湯器において、貯湯温制御運転を行なったときのブロック図。
【図４】図１で示すヒートポンプ給湯器において、貯湯温均等化運転を行なったときのブロック図。
【図５】従来のヒートポンプ給湯器の全体構成を示すブロック図。
【図６】図５で示す従来のヒートポンプ給湯器の貯湯運転前に貯湯タンク内に残湯が存在する場合のブロック図。
【図７】図５で示す従来のヒートポンプ給湯器の貯湯運転時の状態を示すブロック図。
【図８】図５で示す従来のヒートポンプ給湯器の給湯運転後かつ貯湯運転前の状態を示すブロック図。
【符号の説明】
２１  ヒートポンプ給湯器
３１  水回路
３２  補助ヒータ
３３  給湯タンク
３３ａ  湯出入口
３３ｂ  受水口
３３ｃ  水出口
３４  ポンプ
３５  水配管
３６  熱交バイパス路
３７  熱交バイパス弁
３８  給湯管
３９  給水管
４０ａ  湯温センサ
４０ｂ  水温センサ
４１  冷凍サイクル
４２  圧縮機
４３  水熱交換器
４４  膨張弁
４５  空気熱交換器
４６  冷媒配管
４７  除霜バイパス路
４８  除霜バイパス弁
４９  凝縮温度センサ
５０  蒸発温度センサ
５１  吸込側温度センサ
５２  吐出側温度センサ
５３  制御器
【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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