(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
給湯路が接続された貯湯タンクと、
その貯湯タンク内の湯水を加熱する加熱手段と、
前記加熱手段の運転を制御する運転制御手段とが設けられ、
前記運転制御手段が、基準周期を複数の期間に区分けされて設定されている複数の基準期間ごとに、実際の給湯使用状況に基づいて目標貯湯量を求めて、その基準期間よりも以前に前記貯湯タンク内の湯が前記目標貯湯量貯湯されるように前記加熱手段の運転を制御するように構成されている貯湯式の給湯熱源装置であって、
前記基準周期内のうちの特定期間を指定して、その特定期間内における貯湯タンク内の目標貯湯状態を指令する目標貯湯状態指令手段が、指令作動状態と非指令作動状態とに切換操作自在に設けられ、
前記運転制御手段が、前記目標貯湯状態指令手段にて目標貯湯状態が指令されているときには、指定されている特定期間における前記貯湯タンク内の貯湯状態が指令されている目標貯湯状態となるように前記加熱手段の運転を制御するように構成され、
前記加熱手段が、主加熱装置とその主加熱装置よりも大きい加熱能力を出力する補助加熱装置とから構成され、
前記給湯路の途中部に接続されて、その接続箇所よりも上流側の共用流路部分を通して前記加熱手段にて加熱された湯水を前記貯湯タンク内に供給する貯湯用流路が設けられ、
前記運転制御手段が、前記複数の基準期間ごとに求められている目標貯湯量貯湯するときには、前記主加熱装置のみを加熱作動させる主加熱単独運転または前記主加熱装置および前記補助加熱装置の両加熱装置を加熱作動させる併用運転を実行し、かつ、
前記目標貯湯状態指令手段にて目標貯湯状態が指令されているときには、前記補助加熱装置のみを加熱作動させる補助加熱単独運転を実行するように構成されている貯湯式の給湯熱源装置。
【請求項２】
前記貯湯タンクの上部に前記給湯路が接続されかつ下部に給水路が接続され、
前記貯湯タンク内に湯水が温度成層を形成して貯湯されるように、前記貯湯タンクの底部から取り出した湯水を前記加熱手段にて加熱したのち、その湯水を前記貯湯タンクの上部に供給する湯水循環状態にて前記貯湯タンク内の湯水を加熱する湯水循環手段が設けられ、
前記運転制御手段が、前記湯水循環手段にて循環される湯水を前記加熱手段にて貯湯設定温度の湯に加熱して、前記貯湯タンク内に貯湯するように構成されている請求項１に記載の貯湯式の給湯熱源装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、給湯路が接続された貯湯タンクと、その貯湯タンク内の湯水を加熱する加熱手段と、前記加熱手段の運転を制御する運転制御手段とが設けられ、
前記運転制御手段が、基準周期を複数の期間に区分けされて設定されている複数の基準期間ごとに、実際の給湯使用状況に基づいて目標貯湯量を求めて、その基準期間よりも以前に前記貯湯タンク内の湯が前記目標貯湯量貯湯されるように前記加熱手段の運転を制御するように構成されている貯湯式の給湯熱源装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
上記のような貯湯式の給湯熱源装置は、例えば、特開平９−１０１０５９号公報に示されているように、１日、１週間、１年などを基準周期とし、１日を基準周期としたときには、朝の時間帯と夜の時間帯などを基準期間として、その基準期間ごとに、貯湯タンク内に貯湯されている貯湯量の変動量を検出して貯湯タンク内の湯の使用量を検出し、その使用量が多いときには目標貯湯量が多くなるように、かつ、その使用量が少ないときには目標貯湯量が少なくなるように、実際の給湯使用状況に合わせて目標貯湯量を増減させて、複数の基準期間ごとに、貯湯タンク内に必要と予測される量の湯をその基準期間よりも以前に貯湯することにより、余剰な貯湯を防止して湯の放熱損失を防いで装置の効率を向上させるとともに、貯湯タンクの貯湯量が使用量に対して不足することを防止するようにしているものである。
【０００３】
なお、上記のような貯湯式の給湯熱源装置では、給湯に必要となる量を予め貯湯タンクに貯湯しておくことによって、加熱能力が小さくても効率のよいものを加熱手段として適応することができるという利点があり、この利点により装置の効率を向上させることが可能となっている。
【０００４】
そして、上記のような貯湯式の給湯熱源装置では、基準周期におけるすべての基準期間について、すなわち基準周期が１日のときには１日のすべての時間帯について、実際に貯湯タンク内の湯が使用された使用量を検出して、その使用量が多いときには目標貯湯量が多くなるように、また、その使用量が少ないときには目標貯湯量が少なくなるように、目標貯湯量を増減させるようにしており、基準周期におけるすべての基準期間について、実際の給湯使用状況に基づいて目標貯湯量を求めるようにしている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来の貯湯式の給湯熱源装置では、基準周期におけるすべての基準期間について、実際の給湯使用状況に基づいて目標貯湯量を求めているために、例えば、浴槽への湯張りを行わなかったり、来客などにより通常よりも多量の湯が使用されるなど、基準周期のうちの特定期間だけ、通常の使用形態と異なる特別な使用形態にて貯湯タンク内の湯を使用すると、その特別な使用形態における給湯使用状況を反映して目標貯湯量を求めてしまうこととなって、実際に必要な量に対して貯湯タンク内に余剰に貯湯されていたり、逆に、貯湯タンクの貯湯量が実際に必要な量に対して不足する虞があった。
【０００６】
説明を加えると、例えば、基準周期を１日として、通常の使用形態として、夕方に浴槽への湯張りを行うようにしているときに、ある日に浴槽への湯張りを行わなければ、その日の夕方における使用量が少なくなるので、その使用量に基づいて目標貯湯量を求めると、その目標貯湯量が通常の使用形態のときよりも少ない量となってしまい、次の日に、通常の使用形態にて使用すると、すなわち夕方に浴槽への湯張りを行うと、貯湯タンクの貯湯量が実際に必要な量に対して不足することとなる。
また、来客などにより通常よりも多量の湯が使用されると、そのときの使用量に基づいて目標貯湯量を求めると、その目標貯湯量が通常の使用形態のときよりも多い量となってしまい、次の日に通常の使用形態にて使用すると、実際に必要な量に対して貯湯タンク内に余剰に貯湯されることとなる。
【０００７】
ちなみに、貯湯タンクの貯湯量が実際に必要な量に対して不足するときには、瞬間湯沸かし器など即湯機能を備えた補助加熱装置を加熱作動させて給湯することにより、湯切れを防止するようにしているが、補助加熱装置を加熱作動させると、所望の加熱能力が得られるものの、装置の効率が低下するものとなっている。
【０００８】
本発明は、かかる点に着目してなされたものであり、その目的は、貯湯タンクの貯湯量が実際に必要となる量に対して不足することなく、かつ、余剰な貯湯を防止することにより、装置の効率を向上させることが可能となる貯湯式の給湯熱源装置を提供する点にある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
この目的を達成するために、請求項１に記載の発明によれば、給湯路が接続された貯湯タンクと、その貯湯タンク内の湯水を加熱する加熱手段と、前記加熱手段の運転を制御する運転制御手段とが設けられ、
前記運転制御手段が、基準周期を複数の期間に区分けされて設定されている複数の基準期間ごとに、実際の給湯使用状況に基づいて目標貯湯量を求めて、その基準期間よりも以前に前記貯湯タンク内の湯が前記目標貯湯量貯湯されるように前記加熱手段の運転を制御するように構成されている貯湯式の給湯熱源装置において、
前記基準周期内のうちの特定期間を指定して、その特定期間内における貯湯タンク内の目標貯湯状態を指令する目標貯湯状態指令手段が、指令作動状態と非指令作動状態とに切換操作自在に設けられ、
前記運転制御手段が、前記目標貯湯状態指令手段にて目標貯湯状態が指令されているときには、指定されている特定期間における前記貯湯タンク内の貯湯状態が指令されている目標貯湯状態となるように前記加熱手段の運転を制御するように構成され、
前記加熱手段が、主加熱装置とその主加熱装置よりも大きい加熱能力を出力する補助加熱装置とから構成され、
前記給湯路の途中部に接続されて、その接続箇所よりも上流側の共用流路部分を通して前記加熱手段にて加熱された湯水を前記貯湯タンク内に供給する貯湯用流路が設けられ、
前記運転制御手段が、前記複数の基準期間ごとに求められている目標貯湯量貯湯するときには、前記主加熱装置のみを加熱作動させる主加熱単独運転または前記主加熱装置および前記補助加熱装置の両加熱装置を加熱作動させる併用運転を実行し、かつ、
前記目標貯湯状態指令手段にて目標貯湯状態が指令されているときには、前記補助加熱装置のみを加熱作動させる補助加熱単独運転を実行するように構成されている。
【００１０】
すなわち、通常の使用形態と異なる特別の使用形態にて使用する特定期間においては、貯湯タンク内の貯湯状態が指令されている目標貯湯状態となるように加熱手段の運転を制御するとともに、通常の使用形態にて使用する特定期間以外の期間においては、実際の給湯使用状況に基づいて目標貯湯量を求めて、その基準期間よりも以前に貯湯タンク内の湯が目標貯湯量貯湯されるように加熱手段の運転を制御することが可能となって、目標貯湯量を通常の使用形態のみにおける実際の給湯使用状況に基づいて求めることができ、通常の使用形態にて使用するときには、貯湯タンク内の貯湯量をその通常の使用形態に合った目標貯湯量とすることが可能となり、かつ、特別の使用形態にて使用するときには、貯湯タンク内の貯湯状態をその特別の使用形態に合った目標貯湯状態とすることが可能となった。
したがって、特別の使用形態における実際の給湯使用状況を反映されることなく目標貯湯量を求めることができ、通常の使用形態および特別の使用形態のどちらにおいても、その使用形態に合った貯湯状態にすることが可能となって、貯湯タンクの貯湯量が実際に必要となる量に対して不足することなく、かつ、余剰な貯湯を防止することにより、装置の効率を向上させることが可能となる貯湯式の給湯熱源装置を提供できるに到った。
【００１３】
また、請求項１によれば、主加熱装置を補助加熱装置よりも効率のよい加熱装置を適応させて、通常の使用形態にて使用する特定期間以外の期間においては、主加熱装置を補助加熱装置よりも優先して加熱作動させることが可能となって、装置の効率を向上させることが可能となり、また、特別の使用形態にて使用する特定期間においては、主加熱装置よりも加熱能力の大きい補助加熱装置を加熱作動させることによって、給湯に必要な量の湯を確実に給湯することが可能となって、装置の効率を向上させながら、給湯に必要な量の湯水を確実に給湯することが可能となる。
【００１４】
さらに、特定期間において、給湯するときのみ補助加熱装置を加熱作動させることによって、貯湯タンクに貯湯することなく、給湯に必要な量のみ補助加熱装置にて加熱して給湯することが可能となるので、特定期間から特定期間以外の期間になったときに、無駄になるような貯湯タンク内への貯湯を回避することが可能となる。
【００１５】
請求項２に記載の発明によれば、前記貯湯タンクの上部に前記給湯路が接続されかつ下部に給水路が接続され、前記貯湯タンク内に湯水が温度成層を形成して貯湯されるように、前記貯湯タンクの底部から取り出した湯水を前記加熱手段にて加熱したのち、その湯水を前記貯湯タンクの上部に供給する湯水循環状態にて前記貯湯タンク内の湯水を加熱する湯水循環手段が設けられ、
前記運転制御手段が、前記湯水循環手段にて循環される湯水を前記加熱手段にて貯湯設定温度の湯に加熱して、前記貯湯タンク内に貯湯するように構成されている。
【００１６】
すなわち、貯湯タンク内の底部から取り出した湯水を加熱して、貯湯目標温度の湯水を貯湯タンクの上部に供給することが可能となって、貯湯タンク内に形成されている温度成層を乱すことなく貯湯タンク内に温度成層を形成しながら、貯湯タンク内の湯水を加熱することが可能となる。
【００１７】
【発明の実施の形態】
本発明にかかる貯湯式の給湯熱源装置をエンジンヒートポンプ式冷暖房給湯システムに適応した例を図面に基づいて説明する。
〔参考の実施形態〕
このエンジンヒートポンプ式冷暖房給湯システムは、図１および２に示すように、貯湯タンク１内に温度成層を形成しながら貯湯したり、貯湯タンク１内に貯湯された湯水を給湯する貯湯ユニットＡと、空調対象空間の空調運転と貯湯タンク１内の湯水を加熱するためのエンジンヒートポンプ式冷暖房装置Ｂとから構成されている。
【００１８】
前記貯湯ユニットＡは、この貯湯ユニットＡの運転を制御する貯湯ユニット制御部Ｃ、貯湯タンク１、貯湯タンク１内の湯水を循環するための循環路３、循環路３を通流する湯水を加熱する加熱手段としての加熱部４などから構成され、循環ポンプＰ１を作動させて貯湯タンク１内の湯水を循環路３にて循環しながら、加熱部４にて貯湯設定温度の湯に加熱して、温度成層を形成する状態で貯湯タンク１内に貯湯し、その貯湯された湯を加熱部４の非加熱作動状態にて給湯するように構成されている。
【００１９】
前記貯湯タンク１内には、貯湯設定温度の湯の貯湯量が最低確保量（例えば、１７リットル）以上であるかを、その湯温を検出することにより検出する最上部サーミスタＳ１、その貯湯量が少（例えば、４０リットル）以上であるかを、その湯温を検出することにより検出する上部サーミスタＳ２、その貯湯量が中（７０リットル）以上であるかを、その湯温を検出することにより検出する中部サーミスタＳ３、その貯湯量が満（１１３リットル）以上であるかを、その湯温を検出することにより検出する底部サーミスタＳ４が設けられている。
複数のサーミスタの設置位置は、貯湯タンク１の上位から、最上部サーミスタＳ１、上部サーミスタＳ２、中部サーミスタＳ３、底部サーミスタＳ４の順になっている。
【００２０】
前記貯湯タンク１には、その底部から貯湯タンク１に水道水圧を用いて給水する給水路５が接続され、その上部から風呂場や台所などに給湯するための給湯路６が接続され、風呂場や台所などで使用された量だけの水を給水路５から貯湯タンク１に給水するように構成されている。
前記給湯路６には、給水路５から分岐された混合用給水路７が接続され、その接続箇所に給湯路６からの湯水と混合用給水路７からの水との混合比を調整自在なミキシングバルブ８が設けられている。
前記給水路５と混合用給水路７との分岐箇所には、給水温度を検出する給水サーミスタ９が設けられ、給水路５および混合用給水路７の夫々には、逆止弁１０が設けられている。
ちなみに、給湯路６には、オーバーフロー路１１が接続され、そのオーバーフロー路１１にエアー抜き弁１２が設けられている。
【００２１】
また、給湯路６におけるミキシングバルブ８よりも上流側には、貯湯タンク１の上部から給湯路６に給湯された湯水の温度を検出する貯湯出口サーミスタ１３が設けられ、給湯路６におけるミキシングバルブ８よりも下流側には、ミキシングバルブ８にて混合された湯水の温度を検出するミキシングサーミスタ１４、給湯路６の湯水の流量を調整する給湯用水比例バルブ１５、給湯路６を通流する湯水の流量を検出する給湯流量センサ２０が設けられている。
【００２２】
前記給湯用水比例バルブ１５よりも下流側の給湯路６が、台所や洗面所などの図外の給湯栓に給湯する一般給湯路１６と、浴槽Ｐに湯水を供給するための湯張り路１７とに分岐され、湯張り路１７が浴槽Ｐからの風呂戻り路１８に接続され、風呂戻り路１８および風呂往き路１９の両路を通して浴槽Ｐに湯水を供給するようにしている。
前記一般給湯路１６には、一般給湯路１６を通流する湯水の流量を検出する一般給湯量検出手段としての給湯流量センサ２０が設けられ、湯張り路１７には、湯張り路１７を通流する湯水の流量を検出する湯張り量検出手段としての湯張り流量センサ２１、湯張り電磁弁２２、バキュームブレーカ２３、湯張り逆止弁２４が上流側から順に設けられている。
【００２３】
そして、一般給湯路１６に給湯するときには、給湯設定温度、貯湯出口サーミスタ１３および給水サーミスタ９の検出情報に基づいて、給湯する湯水の温度が給湯設定温度になるようにミキシングバルブ８の開度を調整するとともに、ミキシングサーミスタ１４の検出情報に基づいて、その検出温度と給湯設定温度との偏差に基づいてミキシングバルブ８の開度を微調整することにより、給湯設定温度の湯水を給湯するように構成されている。
また、浴槽Ｐに湯張りするときには、湯張り電磁弁２２を開弁させ、ミキシングバブル８にて湯張り設定温度に調整された湯水を風呂戻り路１８および風呂往き路１９の両路から浴槽Ｐに供給し、浴槽Ｐ内に湯張り設定量の湯水が供給されると、湯張り電磁弁２２を閉弁させて浴槽Ｐへの湯張りを行うように構成されている。
給湯操作手段Ｇが、貯湯出口サーミスタ１３、給水サーミスタ９、ミキシングバルブ８、ミキシングサーミスタ１４、および、湯張り電磁弁２２などにより構成されている。
【００２４】
前記循環路３と貯湯タンク１とが、循環路３を通流する湯水を貯湯タンク１内に戻す、または、貯湯タンク１内の湯水を循環路３に取り出すために、貯湯タンク１の上部１箇所と底部２箇所の合計３箇所で連通接続されている。
具体的に説明すると、貯湯タンク１の上部には、給湯路６において水が混合されるミキシングバルブ８よりも上流側の上流側流路部分６ａに接続されて、その接続箇所よりも上流側の共用流路部分６ｂを通して加熱部４にて加熱された湯を貯湯タンク１の上部に供給する貯湯用流路としての上部接続路２５が連通接続され、貯湯タンク１の底部には、循環路３を通流する湯水を給水路５の下流側を介して貯湯タンク１内の底部に戻す戻し路２６と、貯湯タンク１内の底部の湯水を循環路３に取り出す取り出し路２７とが連通接続されている。
【００２５】
そして、上部接続路２５には、上部開閉弁２８が設けられ、戻し路２６には、戻し開閉弁２９が設けられ、上部開閉弁２８を開弁させることによって、循環路３を通流する湯水を貯湯タンク１内の上部に供給したり、貯湯タンク１内の上部の湯水を循環路３に取り出したりするようにし、戻し開閉弁２９を開弁させることによって、循環路３を通流する湯水を貯湯タンク１内の底部に戻すことができるようにしている。
ちなみに、取り出し路２７には、貯湯タンク１内の湯水を排水するための排水路３０が接続され、その排水路３０の途中部には、安全弁３１と手動バルブ３２とが並列に接続されている。
【００２６】
前記加熱部４は、エンジンヒートポンプ式冷暖房装置Ｂによる冷媒を供給して湯水を加熱するヒートポンプ式加熱部３３と、バーナ３６の燃焼により湯水を加熱する補助加熱部３５とから構成され、ヒートポンプ式加熱部３３を補助加熱部３５よりも優先させて加熱作動させる主加熱装置とし、補助加熱部３５をヒートポンプ式加熱部３３のみでは加熱負荷を賄えないときに加熱作動させる補助加熱装置として構成しており、主加熱装置よりも補助加熱装置の方が大きい加熱能力を出力できるように構成されている。
そして、循環路３の湯水の循環方向において上流側から、ヒートポンプ式加熱部３３、補助加熱部３５の順に設けられている。
【００２７】
前記補助加熱部３５は、ガス燃焼式のバーナ３６およびこのバーナ３６に燃焼用空気を供給するファン３７などが設けられ、バーナ３６の燃焼により循環路３を通流する湯水を加熱するように構成されている。
前記バーナ３６に燃料ガスを供給する燃料供給路３８には、上流側から、ガスセフティ弁３９、ガス比例弁４０、ガスメイン弁４１の順に設けられ、また、補助加熱部３５には、補助加熱部３５に通流する湯水の流量を検出する水量センサ６４が設けられている。
そして、補助加熱部３５は、水量センサ６４にて設定量以上の水量が検出されると、バーナ３６の燃焼を開始し、入り温度サーミスタ６１および水量センサ６４の検出情報に基づいて、ファン３７の回転速度およびガス比例弁４０の開度を調整して、補助加熱部３５にて加熱した湯水の温度を調整するように構成されている。
【００２８】
前記循環路３を通流する湯水と浴槽Ｐ内の湯水とを熱交換して追焚きする風呂用放熱部４３が設けられ、循環路３における風呂用放熱部４３よりも湯水の循環方向の上流側に風呂用開閉弁４５が設けられている。
【００２９】
前記風呂用放熱部４３には、風呂ポンプＰ３を作動させることにより、風呂戻り路１８および風呂往き路１９を通して循環する浴槽Ｐ内の湯水を循環路３を通流する湯水にて加熱するように構成されている。
前記風呂戻り路１８には、浴槽Ｐ内の湯水の循環方向の上流側から順に、浴槽Ｐ内の湯水の水位を検出する水位センサ５６、風呂戻り路１８の湯水の温度を検出する風呂戻りサーミスタ５７、二方弁５８、風呂ポンプＰ３、風呂水流スイッチ５９が設けられ、風呂ポンプＰ３を作動させて、浴槽Ｐ内の湯水を風呂戻り路１８および風呂往き路１９にて循環させながら、風呂用放熱部４３にて加熱しながら追焚きするように構成されている。
そして、風呂操作手段Ｈが、水位センサ５６、風呂戻りサーミスタ５７、風呂ポンプＰ３などにより構成されている。
【００３０】
前記循環路３には、湯水の循環方向において取り出し路２７との接続箇所よりも上流側に、取り出し路２７を通して貯湯タンク１内の湯水を循環路３に取り出すための取り出し開閉弁６０が設けられ、ヒートポンプ式加熱部３３と補助加熱部３５との間に、補助加熱部３５に通流する湯水の温度を検出する入り温度サーミスタ６１、循環路３を通流する湯水の循環流量を検出する循環流量センサ６２、循環ポンプＰ１、補助加熱部３５への湯水の通流を断続する補助用断続開閉弁６３が設けられている。
また、循環路３における補助加熱部３５と上部接続路２５との接続箇所との間には、上部接続路２５を通流する湯量を調整自在な貯湯量調整バルブ６５、加熱部４にて加熱された後の循環路３の湯水の温度を検出する貯湯サーミスタ６６が設けられている。
【００３１】
そして、循環流量センサ６２の検出情報に基づいて、貯湯量調整バルブ６５の開度を調整することにより循環路３における循環流量を調整するように構成され、貯湯サーミスタ６６の検出情報に基づいて、循環路３における循環流量や補助加熱部３５における加熱量などを調整することにより加熱部４にて加熱された後の循環路３を通流する湯水の温度を調整自在に構成され、循環調整手段Ｆが、循環流量センサ６２、貯湯量調整バルブ６５、貯湯サーミスタ６６などにより構成されている。
【００３２】
また、補助加熱部３５を迂回させて湯水を循環させるための補助用バイパス路６８が、循環路３において、循環ポンプＰ１と補助用断続開閉弁６３との間と補助加熱部３５と貯湯量調整バルブ６５との間をバイパスするように接続され、この補助用バイパス路６８には、補助バイパス開閉弁７０が設けられている。
【００３３】
このようにして、上部開閉弁２８、戻し開閉弁２９、補助用断続開閉弁６３、補助バイパス開閉弁７０などの夫々の開閉弁を開閉制御することにより、貯湯タンク１の底部から取り出した湯水をヒートポンプ式加熱部３３にて加熱したのち、その温水を貯湯タンク１の上部に戻したり、貯湯タンク１の底部から取り出した湯水を補助加熱部３５にて加熱したのち、その温水を貯湯タンク１の上部に戻すように構成されている。
湯水循環手段Ｅが、循環路３、循環ポンプＰ１、および、上部開閉弁２８、戻し開閉弁２９などの複数の開閉弁により構成されている。
【００３４】
前記エンジンヒートポンプ式冷暖房装置Ｂは、図２に示すように、複数の室内機７１、室外機７２、室内機７１および室外機７２の運転を制御するヒートポンプ運転制御部Ｄとから構成され、複数の空調対象空間（例えば、各部屋）を空調することができるように構成されている。
また、室内機７１と室外機７２と貯湯ユニットＡにおけるヒートポンプ式加熱部３３とは、冷媒配管７３で接続され、エンジンヒートポンプ式冷暖房装置Ｂにおける冷媒をヒートポンプ式加熱部３３に供給できるように構成されている。
【００３５】
前記複数の室内機７１の夫々には、電子膨張弁７４、室内熱交換器７５、その室内熱交換器７５で温調した空気を空調対象空間へ送出する室内空調用送風機７６が備えられ、室内熱交換器７５にて凝縮された冷媒の温度を検出する冷媒サーミスタ８９の検出情報に基づいて、電子膨張弁７４の開度を調整するようにしている。
前記室外機７２には、ガスエンジン７７、圧縮機７８、アキュムレータ７９、四方弁８０、室外熱交換器８１、その室外熱交換器に対し外気を通風する室外空調用送風機８２が備えられ、ガスエンジン７７の排熱を外部に放熱するためのラジエーター８３、および、ラジエーター用送風機８４も備えられ、ガスエンジン７７の冷却用の冷却水をラジエーター８３との間で循環させる冷却水路８５が設けられ、この冷却水路８５にラジエーター用ポンプＰ４が設けられている。
ヒートポンプ運転手段Ｋが、電子膨張弁７４、室内空調用送風機７６、ガスエンジン７７、圧縮機７８、四方弁８０、室外空調用送風機８２などにより構成されている。
【００３６】
そして、エンジンヒートポンプ式冷暖房装置Ｂは、空調リモコンＲ１の指令に基づいてヒートポンプ運転制御部Ｄにて運転が制御され、ガスエンジン７７により圧縮機７８を作動させて、四方弁８０の切換え操作により空調冷房運転と空調暖房運転とを選択切換え自在に構成され、室内機７１の電子膨張弁７４の開閉制御により、空調要求のある部屋の空調を行うように構成されている。
また、ヒートポンプ式加熱部３３にて循環路３の湯水を加熱するときには、空調暖房運転させるとともに、加熱用電子膨張弁７４ａを制御して、ヒートポンプ式加熱部３３に冷媒を供給するように構成されている。
【００３７】
前記貯湯ユニット制御部Ｃとヒートポンプ運転制御部Ｄとは、エンジンヒートポンプ式冷暖房装置Ｂが空調運転中であることや、エンジンヒートポンプ式冷暖房装置Ｂへの駆動要求などの制御信号を送受信可能に構成にされ、貯湯ユニット制御部Ｃとヒートポンプ運転制御部Ｄとにより運転制御手段Ｕが構成されている。
そして、貯湯ユニット制御部Ｃとヒートポンプ運転制御部Ｄは、図３に示すように、空調対象空間としての各部屋に設置されている空調リモコンＲ１や貯湯リモコンＲ２の指令に基づいて、空調対象空間への空調冷房運転や空調暖房運転などの空調運転、複数の基準期間ごとに、実際の給湯使用状況に基づいて目標貯湯量を求めて、その基準期間よりも以前に貯湯タンク１内の湯が目標貯湯量貯湯されるように加熱部４の運転を制御する学習貯湯運転、風呂放熱部４３において循環路３を通流する湯にて浴槽Ｐ内の湯水を加熱する追焚き運転の夫々の運転を実行するように構成されている。
【００３８】
前記貯湯リモコンＲ２には、図３に示すように、学習貯湯運転における基準周期のうちの特定期間を指定して、その特定期間内における貯湯タンク１内の目標貯湯状態を指令する目標貯湯状態指令スイッチＭが、指令作動状態と非指令作動状態とに切換操作自在に設けられている。
そして、目標貯湯状態指令スイッチＭにて、目標貯湯状態として、貯湯タンク１内の湯が特別使用貯湯量を維持する特別使用貯湯量キープ状態を指令するように構成されている。
【００３９】
前記貯湯ユニットＡの運転について説明すると、貯湯ユニット制御部Ｃが、湯水循環手段Ｅ、循環調整手段Ｆ、給湯操作手段Ｇ、風呂操作手段Ｈ、補助熱交換部３５の夫々の運転を制御して、学習貯湯運転を実行するように構成されている。
【００４０】
以下、学習貯湯運転および追焚き運転について説明するが、湯水循環手段Ｅにおける、上部開閉弁２８、戻し開閉弁２９、取り出し開閉弁６０、補助用断続開閉弁６３、および、補助バイパス開閉弁７０の開閉状態について、開弁させる開閉弁のみを記載し、閉弁させる開閉弁については記載しないものとする。
【００４１】
前記学習貯湯運転は、基準周期を複数の期間に区分けされて設定されている複数の基準期間ごとに、実際の給湯使用状況に基づいて目標貯湯量を求めて、その基準期間よりも以前に貯湯タンク１内の湯が目標貯湯量貯湯されるように加熱部４の運転を制御するように構成されている。
そして、目標貯湯状態指令スイッチＭが指令作動状態に切り換えられて、目標貯湯状態が指令されているときには、指定されている特定期間における貯湯タンク内の貯湯状態が指令されている目標貯湯状態となるように加熱部４の運転を制御するように構成されている。
【００４２】
すなわち、目標貯湯状態指令スイッチＭが指令作動状態に切り換えられているときには、基準周期のうちの特定期間においては、貯湯タンク内の貯湯状態が指令されている目標貯湯状態となるように加熱部４の運転を制御する特別処理を実行し、基準周期のうちの特定期間以外の期間においては、実際の給湯使用状況に基づいて目標貯湯量を求めて、その基準期間よりも以前に貯湯タンク１内の湯が目標貯湯量貯湯されるように加熱部４の運転を制御する通常処理を実行するようにしている。
また、目標貯湯状態指令スイッチＭが非指令作動状態に切り換えられているときには、基準周期のすべての期間において、上述の通常処理を実行するようにしている。
【００４３】
具体的に説明すると、基準周期が１日と設定され、特定期間が１８時から２０時までの間と設定されている場合には、目標貯湯状態指令スイッチＭが指令作動状態に切り換えられていると、０時から１８時までの間と、２０時から０時までの間においては、通常処理を実行し、１８時から２０時までの間においては、特別処理を実行するようにしている。
【００４４】
以下、通常処理および特別処理の夫々について説明する。
前記通常処理は、複数の基準期間ごとに、実際に給湯に使用された実際の給湯必要量を求め、その実際の給湯必要量から目標貯湯量を求めて、その目標貯湯量から定められている貯湯開始条件が満たされると、貯湯タンク１への貯湯動作を開始し、貯湯タンク１内に貯湯設定温度の湯が貯湯停止用の学習貯湯量貯湯されるまで貯湯タンク１への貯湯動作を継続するように構成されている。
【００４５】
説明を加えると、図４に示すように、１日を基準周期として、その１日を２４分割して設定されている時間幅が１時間である基準期間（０〜２３までの２４の基準期間）ごとに、給湯流量センサ２０の検出情報に基づいて給湯必要量Ｑｄを求めて記憶するようにしている。
そして、記憶されている給湯必要量Ｑｄを目標貯湯量として求め、湯張りを行うときには、その湯張りを行う時刻に記憶されている給湯必要量Ｑｄに予め設定されている湯張り必要量を加えた量を目標貯湯量として求めるようにしている。
【００４６】
ちなみに、給湯必要量Ｑｄの求め方について、具体的に数値を挙げて説明すると、例えば、図４に示すものでは、６時台における一般給湯必要量Ｑａとして３４リットルが記憶されている。
そして、給湯流量センサ２０の検出情報に基づいて６時台の実際の給湯必要量として２８リットルを検出すると、その検出した実際の給湯必要量（２８リットル）と記憶されている給湯必要量（３４リットル）の偏差にある係数（１／２）を掛けた量（３リットル）を、記憶されている給湯必要量（３４リットル）から引いて、あらたに給湯必要量Ｑａとして３１リットルが求めるようにしている。
【００４７】
このようにして基準期間ごとに目標貯湯量が求められ、下記〔数１〕に示すように、現在の時刻から５時間先までの基準期間における湯張り目標貯湯量の積算量から現在の貯湯量を引いて湯張り必要貯湯量Ｑｈを求め、その湯張り必要貯湯量が貯湯開始用設定量Ｑｋ（例えば、５０リットル）を越えると、貯湯開始条件が満たされたとして、貯湯タンク１内への貯湯動作を開始するようにしている。したがって、現在の時刻が１時台であると、２時台から６時台までの基準期間における湯張り目標貯湯量の積算量から現在の貯湯量を引いて湯張り必要貯湯量Ｑｈが求められることになる。
【００４８】
そして、下記〔数２〕に示すように、現在の時刻から７時間先までの基準期間における湯張り目標貯湯量の積算量から貯湯停止用の学習貯湯量Ｑｇを求めて、貯湯タンク１内に貯湯設定温度の湯が学習貯湯量Ｑｇ貯湯されると、貯湯動作を停止させるようにしている。
したがって、現在の時刻が１時台であると、２時台から８時台までの基準期間における湯張り目標貯湯量の積算量から学習貯湯量Ｑｇが求められることになる。
【００４９】
なお、現在の貯湯量は、最上部サーミスタＳ１、上部サーミスタＳ２、中部サーミスタＳ３、底部サーミスタＳ４の検出温度に基づいて求め、貯湯タンク１内への貯湯を行っているときの貯湯タンク１の貯湯量は、循環流量センサ６２の検出流量や、最上部サーミスタＳ１、上部サーミスタＳ２、中部サーミスタＳ３、底部サーミスタＳ４の検出温度に基づいて求めるようにしている。
【００５０】
【数１】
Ｑｈ＝（５時間分の積算量−現在の貯湯量）×１．２＞Ｑｋ
【００５１】
【数２】
Ｑｇ＝７時間分の積算量×１．１
【００５２】
前記特別処理は、特定期間の間、貯湯タンク１内の貯湯設定温度の湯が特別使用貯湯量未満になると、貯湯タンク１内への貯湯動作を開始し、貯湯タンク１内の貯湯設定温度の湯が特別使用貯湯量貯湯されてから設定時間経過すると、貯湯タンク１への貯湯動作を停止して、貯湯タンク１内の湯が特別使用貯湯量を維持するように加熱部４の運転を制御するように構成されている。
説明を加えると、例えば、特別使用貯湯量が少（４０リットル）に設定されていると、上部サーミスタＳ３の検出温度が貯湯設定温度未満になると、貯湯タンク１内への貯湯動作を開始し、貯湯動作を行っている状態で、上部サーミスタＳ３の検出温度が貯湯設定温度以上になると、そのときから設定時間が経過すると、貯湯タンク１内への貯湯動作を停止するようにしている。
なお、特定期間および特別使用貯湯量については、貯湯リモコンＲ２などにより任意の期間および任意の貯湯量を設定できるように構成されている。
【００５３】
前記貯湯タンク１内への貯湯動作について説明を加えると、加熱用電子膨張弁７４ａを開状態に制御してエンジンヒートポンプ式冷暖房装置Ｂを空調暖房運転させて、ヒートポンプ式加熱部３３に冷媒を供給させるとともに、貯湯サーミスタ６６による検出温度が貯湯許容温度未満であると、図１中の点線矢印に示すように、湯水循環手段Ｅを初期貯湯循環状態にて運転させ、かつ、貯湯サーミスタ６６による検出温度が貯湯許容温度以上であると、図１中の実線矢印に示すように、貯湯タンク１の上部に供給する加熱温水の温度を貯湯設定温度に維持するように湯水の循環量を増減制御して湯水循環手段Ｅを貯湯循環状態にて運転させるように構成されている。
ちなみに、貯湯許容温度は、例えば、貯湯設定温度よりも２０℃低い温度として設定され、循環流量を調整することによりヒートポンプ式加熱部３３にて加熱された湯水の温度を貯湯設定温度にすることができるような温度に設定されている。
【００５４】
すなわち、貯湯サーミスタ６６による検出温度が貯湯許容温度未満であると、補助バイパス開閉弁７０、風呂用開閉弁４５、および、戻し開閉弁２９を開弁させて、循環ポンプＰ１を作動させ、貯湯タンク１の底部から取り出した湯水をヒートポンプ式加熱部３３にて加熱したのち、その湯水を貯湯タンク１の底部に戻す形態で貯湯タンク１内の湯水を加熱するようにしている。
【００５５】
また、貯湯サーミスタ６６による検出温度が貯湯許容温度以上であると、補助バイパス開閉弁７０および上部開閉弁２８を開弁させて、循環ポンプＰ１を作動させ、貯湯タンク１内に湯水が温度成層を形成して貯湯されるように、貯湯タンク１の底部から取り出した湯水をヒートポンプ式加熱部３３にて加熱したのち、その湯水を貯湯タンク１の上部に戻す形態で貯湯タンク１内の湯水を加熱するとともに、貯湯サーミスタ６６による検出温度に基づいて、貯湯タンク１の上部に供給される湯水の温度が貯湯設定温度になるように貯湯量調整バルブ６５の開度を調整するようにしている。
【００５６】
上述の如く、基本的には、貯湯タンク１の底部から湯水を取り出した湯水をヒートポンプ式加熱部３３にて加熱して貯湯タンク１の上部に戻す形態で貯湯タンク１に貯湯するようにしているが、例えば、外気温度が低いなどの条件からヒートポンプ式加熱部３３で十分な加熱能力が得られずに、基準期間よりも以前に目標貯湯量貯湯できなかったり、特別使用貯湯量を維持できないときには、貯湯タンク１内の湯水を補助加熱部３５にて貯湯設定温度に加熱して、貯湯タンク１の上部に供給するようにしている。
すなわち、必要な加熱能力に対して主加熱装置としてのヒートポンプ式加熱部３３にて賄えるときには、上述の如く、主加熱装置のみを加熱作動させる主加熱単独運転を実行し、必要な加熱能力に対して主加熱装置としてのヒートポンプ式加熱部３３にて賄えないときには、主加熱装置および補助加熱装置としての補助加熱部３５の両加熱装置を加熱作動させる併用運転を実行するようにしている。
【００５７】
前記併用運転においては、補助用断続開閉弁６３および上部開閉弁２８を開弁させて、循環ポンプＰ１を作動させ、貯湯タンク１内に湯水が温度成層を形成して貯湯されるように、貯湯タンク１の底部から取り出した湯水を補助加熱部３５にて加熱したのち、その湯水を貯湯タンク１の上部に戻す形態で貯湯タンク１内の湯水を加熱するとともに、貯湯タンク１の上部に貯湯される湯水の温度が貯湯設定温度になるように、補助加熱部３５におけるファン３７の回転速度およびガス比例弁４０の開度を調整するようにしている。
【００５８】
このようにして、湯張りを行わなかったり、来客などにより通常よりも多量の湯が必要になって、通常の使用形態と異なる特別の使用形態にて使用するときには、特定期間を指定して、目標貯湯状態指令スイッチＭを指令作動状態に切り換えることによって、その特定期間においては、その特別の使用形態に合った特別処理を実行し、かつ、通常の使用形態にて使用する特定期間以外の期間においては、特別の使用形態における給湯使用状況を反映することなく、目標貯湯量を求めて通常の使用形態に合った通常処理を実行することができることとなる。
したがって、通常の使用形態および特別の使用形態のどちらにおいても、その使用形態に合った貯湯状態にすることが可能となり、貯湯タンクの貯湯量が実際に必要となる量に対して不足することなく、かつ、余剰な貯湯を防止することにより、装置の効率を向上させることができることとなる。
【００５９】
前記追焚き運転は、補助用断続開閉弁６３、風呂用開閉弁４５、および、取り出し開閉弁６０を開弁させ、循環ポンプＰ１を作動させて、ヒートポンプ式加熱部３３および補助加熱部３５の両加熱部または補助加熱部３５のみにて加熱された湯を風呂放熱部４３に供給するとともに、風呂ポンプＰ３を作動させて浴槽内の湯水を風呂戻り路１８および風呂往き路１９を通して循環させて、風呂用放熱部４３にて浴槽Ｐ内の湯水を加熱して追焚きし、風呂戻りサーミスタ５７の検出温度が追焚き用設定温度以上になると、風呂ポンプＰ３の作動を停止するとともに、補助加熱部３５の運転および湯水循環手段Ｅの運転を停止させるように構成されている。
【００６０】
前記学習貯湯運転における制御動作について、図５のフローチャートに基づいて説明する。
目標貯湯状態指令スイッチＭが指令作動状態に切り換えられているときに、現在の時刻が基準周期のうち特定期間内であると、特別処理を実行する（ステップ１〜３）。
また、目標貯湯状態指令スイッチＭが指令作動状態に切り換えられていても、現在の時刻が特定期間外であると、通常処理を実行する（ステップ１，２，４）。
そして、目標貯湯状態指令スイッチＭが非指令作動状態に切り換えられていると、現在の時刻が特定期間内であるか否かにかかわらず、通常処理を実行する（ステップ１，４）。
【００６１】
〔本発明の実施形態〕
この本発明の実施形態は、上記参考の実施形態における特別処理の別実施形態を示すものであり、以下、特別処理の別実施形態について説明する。
なお、その他の構成および制御動作などは、上記参考の実施形態と同様であるので、その詳細な説明は省略する。
【００６２】
前記特別処理は、特定期間の間、図外の給湯栓が開操作されるなどして、給湯が開始されるに伴って、補助加熱部３５のみを加熱作動させて、補助加熱部３５にて加熱された湯を給湯するとともに、その給湯が停止されるに伴って、補助加熱部３５の加熱作動を停止させるように構成されている。
すなわち、特定期間の間には、給湯の開始に伴って、補助加熱部３５のみを加熱作動させる補助加熱単独運転を実行して、貯湯タンク１内に貯湯することなく、補助加熱部３５にて加熱された湯のみを給湯するようにしている。
【００６３】
具体的に説明すると、給湯の開始に伴って、補助用断続開閉弁６３および上部開閉弁２８を開弁させて、循環ポンプＰ１を作動させ、貯湯タンク１の底部から取り出した湯水を補助加熱部３５にて加熱したのち、その湯を上部接続路２５から給湯路６に供給して給湯するとともに、上部接続路２５を通流する湯の温度が貯湯設定温度になるように、補助加熱部３５におけるファン３７の回転速度およびガス比例弁４０の開度を調整するようにしている。
そして、給湯が停止されるに伴って、循環ポンプＰ１の作動を停止するととともに、バーナ３６の燃焼を停止させるようにしている。
【００６４】
〔別実施形態〕
（１）上記参考の実施形態および本発明の実施形態では、基準期間ごとに、給湯必要量Ｑｄを給湯流量センサ２０の検出情報に基づく実際に給湯に使用された実際の給湯必要量から求めて、湯張りを行う基準期間においては、その給湯必要量Ｑｄに予め設定されている湯張り必要量を加えた量を目標貯湯量として求め、湯張りを行う基準期間以外の基準期間においては、給湯必要量Ｑｄを目標貯湯量として求めるようにしているが、目標貯湯量の求め方は、これに限られるものではなく、その他の方法にて求めるようにしてもよい。
【００６５】
例えば、湯張りに必要な湯張り量を湯張り流量センサ２１の検出情報に基づく実際に湯張りに使用された実際の湯張り量から求めて、湯張りを行う基準期間においては、その湯張り量を上述の給湯必要量Ｑｄに加えた量を目標貯湯量として求めることも可能である。
また、貯湯タンク１内の貯湯量の変動量を検出することにより、貯湯タンク１内の湯が使用された使用量を検出して、その使用量が多いほど目標貯湯量が多くなるように、かつ、その使用量が少ないほど目標貯湯量が少なくなるように、目標貯湯量を貯湯タンク１内の湯の使用量に基づいて求めることも可能である。
【００６６】
（２）上記参考の実施形態および本発明の実施形態では、貯湯タンク１内の底部から循環路３に取り出した湯水を加熱部４にて加熱したのち、貯湯タンク１に戻して貯湯タンク１内の湯水を循環させる形態にて貯湯タンク１内の湯水を加熱するようにしているが、貯湯タンク１内の湯水の加熱の方法については各種の方法が可能で、適宜変更することが可能である。
【００６７】
（３）上記参考の実施形態では、上部接続路２５が給湯路６の途中部に接続され、加熱部４にて加熱された湯を、貯湯タンク１に貯湯することなく、給湯路６を通して給湯することができるようにしているが、上部接続路２５を貯湯タンク１の上部に接続して、加熱部４にて加熱された湯を必ず貯湯タンク１の上部に供給するようにしてもよい。
【００６８】
（４）上記実施形態では、基準周期を１日として、基準期間を時間幅を１時間とする時間帯とした例を示したが、例えば、基準周期を１週間として、基準期間を１日とするなど、基準周期および基準期間の設定の仕方は適宜変更が可能である。
また、基準周期を１日とするものにおいて、例えば、夜中など給湯しないような時間帯の時間幅を１時間よりも長くし、給湯を頻繁に使用する時間帯の時間幅を１時間よりも短くして設定するなど、基準期間における時間幅の設定の仕方も適宜変更が可能である。
【００６９】
（５）上記実施形態では、主加熱装置としてヒートポンプ装置を適応し、補助加熱装置としてバーナ３６の燃焼を利用して加熱する例を示しているが、これに代えて、例えば、ガスエンジンにて発電機を駆動させるコジェネレーションシステムにおける排熱を利用して加熱するものや、燃料電池における排熱を利用して加熱するものを主加熱装置として適応し、電気ヒータを補助加熱装置として適応したり、補助加熱装置のみで構成するなど、加熱部４の構成については各種の加熱装置を適応して実施することが可能である。
【００７０】
（６）上記実施形態では、本発明にかかる貯湯式の給湯熱源装置をエンジンヒートポンプ式冷暖房給湯システムに適応した例を示したが、貯湯タンク１の湯水を加熱する加熱手段を備えたものであればよく、その他の貯湯式の給湯熱源装置にも適応することができる。
また、ヒートポンプ装置についても電気式のものでもよく、各種のヒートポンプ装置が適応可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】貯湯ユニットの概略構成図
【図２】エンジンヒートポンプ式冷暖房装置の概略構成図
【図３】エンジンヒートポンプ式冷暖房給湯システムの制御ブロック図
【図４】複数の基準期間とその基準期間ごとの給湯使用状況を示す図
【図５】学習貯湯運転における制御動作を示すフローチャート
【符号の説明】
１              貯湯タンク
４              加熱手段
５              給水路
６              給湯路
２５            貯湯用流路
３３            主加熱装置
３５            補助加熱装置
Ｅ              湯水循環手段
Ｍ              目標貯湯状態指令手段
Ｕ              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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