(57)【要約】【課題】貯湯タンクに貯えた温水を利用して暖房運転を行う場合に、ヒートポンプのエネルギ効率を良くする適切な沸き上げ制御を可能とした暖房給湯装置を提供する。【解決手段】貯湯タンク２内の温水をラジエタ８に送る暖房運転が行われている場合、制御部７は、暖房戻り水温基準温度に比べて、貯湯タンク２内の下部領域にある温水の温度が低くなっていると判定すると、ヒートポンプユニット１をＯＮにする。一方、暖房運転が行われていない場合、制御部７は、予め設定された設定温度に比べて、貯湯タンク２内の下部領域にある温水の温度が低くなっていると判定すると、ヒートポンプユニット１をＯＮにする。【選択図】図１
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【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、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、
上記ヒートポンプユニット(１)の稼働を制御する制御装置(７)と
を備え、
上記制御装置(７)は、
暖房運転が行われていない場合に、第１沸き上げ条件に基づき、上記ヒートポンプユニット(１)の稼働を制御する第１ヒートポンプユニット制御手段(Ｓ１１〜Ｓ１３)と、
上記暖房運転が行われている場合に、上記第１沸き上げ条件とは異なる第２沸き上げ条件に基づき、上記ヒートポンプユニット(１)の稼働を制御する第２ヒートポンプユニット制御手段(Ｓ２〜Ｓ５)と
を有することを特徴とする温水システム。
【請求項２】
請求項１に記載の温水システムにおいて、
上記第１沸き上げ条件は、上記貯湯タンク(２)内の温水の温度が第１基準温度(Ｔｏ，Ｔｏ−α)より小さいことであり、
上記第２沸き上げ条件は、上記貯湯タンク(２)内の温水の温度が第２基準温度よりも小さいことであり、
上記第１基準温度が上記第２基準温度よりも大きい値に設定されていることを特徴とする温水システム。
【請求項３】
請求項１または２に記載の温水システムにおいて、
上記貯湯タンク(２)内の中間部または下部の温水の温度(Ｔｈ)を検出する温度センサ(６３，６４)を備え、
上記第１沸き上げ条件は、予め設定された設定温度(Ｔｏ，Ｔｏ−α)に比べて、上記温度センサ(６３，６４)が検出した温度(Ｔｈ)が低いか否かであり、
上記第２沸き上げ条件は、暖房戻り水温基準温度に比べて、上記温度センサ(６３，６４)が検出した温度(Ｔｈ)が低いか否かであることを特徴とする温水システム。
【請求項４】
請求項３に記載の温水システムにおいて、
上記設定温度(Ｔｏ，Ｔｏ−α)は、上記ヒートポンプユニット(１)による上記貯湯タンク(２)内の温水の沸き上げ目標温度よりも所定の値だけ低い温度であることを特徴とする温水システム。
【請求項５】
請求項３または４に記載の温水システムにおいて、
上記第１ヒートポンプユニット制御手段(Ｓ１１〜Ｓ１３)は、
上記暖房端末(８)に温水を供給する暖房運転が行われていないときに、上記予め設定された設定温度(Ｔｏ，Ｔｏ−α)に比べて、上記温度センサ(６３，６４)が検出した温度(Ｔｈ)が低いか否かを判定する非暖房運転時の温度判定手段(Ｓ１１)と、
上記非暖房運転時の温度判定手段(Ｓ１１)が、上記設定温度(Ｔｏ，Ｔｏ−α)に比べて、上記温度センサ(６３，６４)が検出した温度(Ｔｈ)が低いと判定したときに、上記ヒートポンプユニット(１)を稼働させる非暖房運転時の稼働制御手段(Ｓ１２)と
を含み、
上記第２ヒートポンプユニット制御手段(Ｓ２〜Ｓ５)は、
上記暖房端末(８)に温水を供給する暖房運転が行われているときに、上記暖房戻り水温基準温度に比べて、上記温度センサ(６３，６４)が検出した温度(Ｔｈ)が低いか否かを判定する暖房運転時の温度判定手段(Ｓ２)と、
上記暖房運転時の温度判定手段(Ｓ２)が、上記暖房戻り水温基準温度に比べて、上記温度センサ(６３，６４)が検出した温度(Ｔｈ)が低いと判定したときに、上記ヒートポンプユニット(１)を稼働させる暖房運転時の稼働制御手段(Ｓ３)と
を含むことを特徴とする温水システム。
【請求項６】
請求項１から５までのいずれか一項に記載の温水システムにおいて、
上記貯湯タンク(２)内に配置され、給湯水が内部を流れる給湯用熱交換器(３)を備えることを特徴とする温水システム。
【請求項７】
請求項１から６までのいずれか一項に記載の温水システムにおいて、
上記ヒートポンプユニット(１)で使用される冷媒はＣＯ２冷媒であることを特徴とする温水システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば暖房給湯装置等の温水システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、給湯装置としては、例えば深夜電力時間帯などの特定時間帯に、貯湯タンク内の水をヒートポンプユニットで沸き上げて湯にし、その湯をユーザの要求に応じて出湯するものがある（例えば特開２００４−２５７６２２号公報（特許文献１）参照）。この給湯装置は、貯湯タンク内の残湯温度が所定の沸増し判断温度以下になっていると判断すると、ヒートポンプユニットによる沸き上げを行って、いわゆる湯切れが生じるのを防止していた。
【０００３】
ところが、上記従来の給湯装置において、貯湯タンク内の残湯温度が所定の沸増し判断温度以下であると判断された時、貯湯タンク内の上部の残湯温度と、貯湯タンク内の下部の残湯温度との差が小さい場合がある。すなわち、上記貯湯タンク内の上部の残湯温度と、貯湯タンク内の下部の残湯温度とが共に比較的高温になっている場合がある。この場合、上記ヒートポンプユニットによる沸き上げが行われると、比較的高温の残湯がヒートポンプユニットに送られるため、ヒートポンプのエネルギ効率（ＣＯＰ）が悪くなるという問題があった。
【０００４】
また、従来、暖房給湯装置としては、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たものがある。
【０００５】
上記暖房給湯装置の暖房運転時、熱交換器を出た比較的高温の水は、暖房機に達し、この暖房機で比較的低温の水となって熱交換器に戻る。
【０００６】
このような暖房給湯装置に上記従来の給湯装置の湯切れ防止方法を使用しても、ヒートポンプのＣＯＰが悪くなるという問題が生じてしまう。
【特許文献１】特開２００４−２５７６２２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、本発明は、貯湯タンクに貯えた温水を利用して暖房運転を行う場合に、ヒートポンプのＣＯＰを良くする適切な沸き上げ制御を可能とした温水システム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】
【０００８】
上記課題を解決するため、本発明の温水システムは、
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、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、
上記ヒートポンプユニットの稼働を制御する制御装置と
を備え、
上記制御装置は、
暖房運転が行われていない場合に、第１沸き上げ条件に基づき、上記ヒートポンプユニットの稼働を制御する第１ヒートポンプユニット制御手段と、
上記暖房運転が行われている場合に、上記第１沸き上げ条件とは異なる第２沸き上げ条件に基づき、上記ヒートポンプユニットの稼働を制御する第２ヒートポンプユニット制御手段と
を有することを特徴としている。
【０００９】
上記構成の温水システムによれば、上記第１ヒートポンプユニット制御手段は、暖房運転が行われていない場合に、第１沸き上げ条件に基づき、ヒートポンプユニットの稼働を制御する。一方、上記第２ヒートポンプユニット制御手段は、暖房運転が行われている場合に、第１沸き上げ条件とは異なる第２沸き上げ条件に基づき、上記ヒートポンプユニットの稼働を制御する。
【００１０】
このように、上記暖房運転が行われていない場合の第１沸き上げ条件と、暖房運転が行われている場合の第２条件とは、互いに異なるので、暖房運転時と非暖房運転時とのそれぞれにおいて、適切な沸き上げ制御を行うことができる。
【００１１】
したがって、上記貯湯タンクに貯えた温水を利用して暖房運転を行う場合に、ヒートポンプユニットのＣＯＰを良くする適切な沸き上げ制御を行うことができる。その上、そのような暖房運転を行わない場合にも、ヒートポンプユニットのＣＯＰを良くする適切な沸き上げ制御を行うことができる。
【００１２】
一実施形態の温水システムでは、
上記第１沸き上げ条件は、上記貯湯タンク内の温水の温度が第１基準温度より小さいことであり、
上記第２沸き上げ条件は、上記貯湯タンク内の温水の温度が第２基準温度よりも小さいことであり、
上記第１基準温度が上記第２基準温度よりも大きい値に設定されている。
【００１３】
上記実施形態の温水システムによれば、上記第２沸き上げ条件は、貯湯タンク内の温水の温度が第２基準温度よりも小さいことであり、この第２基準温度は第１基準温度よりも小さいので、暖房運転が行われている場合に、ヒートポンプユニットに十分に低い温度の温水を送ることができる。
【００１４】
したがって、上記暖房運転が行われている場合におけるヒートポンプユニットのＣＯＰのさらなる改善ができる。
【００１５】
一実施形態の温水システムでは、
上記貯湯タンク内の中間部または下部の温水の温度を検出する温度センサを備え、
上記第１沸き上げ条件は、予め設定された設定温度に比べて、上記温度センサが検出した温度が低いか否かであり、
上記第２沸き上げ条件は、暖房戻り水温基準温度に比べて、上記温度センサが検出した温度が低いか否かである。
【００１６】
ここで、上記暖房戻り水温基準温度とは、貯湯タンク内の例えば下部の温水の温度が低くなるように制御するための基準となる温度のことを指す。例えば、上記暖房戻り水温基準温度は、暖房端末から貯湯タンクへ向かって流れる温水の温度を十分に低くするため、循環回路を流れる温水の流量を制御する場合の基準となる温度として設定される。また、上記暖房戻り水温基準温度の一例としては、制御装置に予め設定されている固定のものと、外気温度などにより変動するものがある。
【００１７】
上記実施形態の温水システムによれば、上記第１沸き上げ条件は、予め設定された設定温度に比べて、温度センサが検出した温度が低いか否かであるので、暖房運転が行われていない場合に、ヒートポンプユニットに十分に低い温度の温水を送ることができる。
【００１８】
したがって、上記暖房運転が行われていない場合におけるヒートポンプユニットのＣＯＰのさらなる改善ができる。
【００１９】
また、上記第２沸き上げ条件は、暖房戻り水温基準温度に比べて、温度センサが検出した温度が低いか否かであるので、暖房運転が行われている場合に、ヒートポンプユニットに十分に低い温度の温水を送ることができる。
【００２０】
したがって、上記暖房運転が行われている場合におけるヒートポンプユニットのＣＯＰのさらなる改善ができる。
【００２１】
また、上記暖房運転が行われている場合は、暖房運転が行われていない場合と異なり、温水回路を温水が循環するので、貯湯タンク内の温水の温度を十分に下げることができる。
【００２２】
したがって、上記暖房運転時の制御は、温水回路を温水が循環することよる温度低下に合わせた基準で制御することであるから、暖房非運転時と比べてＣＯＰが良くし、ひいては、システム全体のＣＯＰの改善に導くものである。
【００２３】
一実施形態の温水システムでは、
上記設定温度は、上記ヒートポンプユニットによる上記貯湯タンク内の温水の沸き上げ目標温度よりも所定の値だけ低い温度である。
【００２４】
上記実施形態の温水システムによれば、上記設定温度は、ヒートポンプユニットによる貯湯タンク内の温水の沸き上げ目標温度よりも所定の値だけ低い温度であるので、暖房運転を行わない場合に、ヒートポンプユニットのＣＯＰを良くする適切な沸き上げ制御を行うことができる。
【００２５】
一実施形態の温水システムでは、
上記第１ヒートポンプユニット制御手段は、
上記暖房端末に温水を供給する暖房運転が行われていないときに、上記予め設定された設定温度に比べて、上記温度センサが検出した温度が低いか否かを判定する非暖房運転時の温度判定手段と、
上記非暖房運転時の温度判定手段が、上記設定温度に比べて、上記温度センサが検出した温度が低いと判定したときに、上記ヒートポンプユニットを稼働させる非暖房運転時の稼働制御手段と
を含み、
上記第２ヒートポンプユニット制御手段は、
上記暖房端末に温水を供給する暖房運転が行われているときに、上記暖房戻り水温基準温度に比べて、上記温度センサが検出した温度が低いか否かを判定する暖房運転時の温度判定手段と、
上記暖房運転時の温度判定手段が、上記暖房戻り水温基準温度に比べて、上記温度センサが検出した温度が低いと判定したときに、上記ヒートポンプユニットを稼働させる暖房運転時の稼働制御手段と
を含む。
【００２６】
上記実施形態の温水システムによれば、上記非暖房運転時の温度判定手段が、上記設定温度に比べて、上記温度センサが検出した温度が低いと判定したときに、非暖房運転時の稼働制御手段がヒートポンプユニットを稼働させるので、暖房運転が行われていない場合に、ヒートポンプユニットに十分に低い温度の温水を送ることができる。
【００２７】
したがって、上記暖房運転が行われていない場合におけるヒートポンプユニットのＣＯＰのさらなる改善ができる。
【００２８】
また、上記暖房運転時の温度判定手段が、暖房戻り水温基準温度に比べて、温度センサが検出した温度が低いと判定したときに、暖房運転時の稼働制御手段が、ヒートポンプユニットを稼働させるので、暖房運転が行われている場合に、ヒートポンプユニットに十分に低い温度の温水を送ることができる。
【００２９】
したがって、上記暖房運転が行われている場合におけるヒートポンプユニットのＣＯＰのさらなる改善ができる。
【００３０】
また、上記暖房運転が行われている場合は、暖房運転が行われていない場合と異なり、温水回路を温水が循環するので、貯湯タンク内の温水の温度を十分に下げることができる。
【００３１】
したがって、上記暖房運転時の制御は、温水回路を温水が循環することよる温度低下に合わせた基準で制御することであるから、暖房非運転時と比べてＣＯＰが良くし、ひいては、システム全体のＣＯＰの改善に導くものである。
【００３２】
一実施形態の温水システムは、
上記貯湯タンク内に配置され、給湯水が内部を流れる給湯用熱交換器を備える。
【００３３】
上記実施形態の温水システムによれば、上記給湯用熱交換器が貯湯タンク内に配置されているので、貯湯タンク内の大量の温水で給湯用熱交換器内の給湯水を十分に加熱することができる。
【００３４】
一実施形態の温水システムでは、
上記ヒートポンプユニットで使用される冷媒はＣＯ２冷媒である。
【００３５】
上記実施形態の温水システムによれば、上記ヒートポンプユニットがＣＯ２冷媒を使用するので、比較的低温の温水を効率良く加熱することができる。
【発明の効果】
【００３６】
本発明の温水システムによれば、暖房運転が行われていない場合の第１沸き上げ条件と、暖房運転が行われている場合の第２条件とは、互いに異なるので、暖房運転時と非暖房運転時とのそれぞれにおいて、適切な沸き上げ制御を行うことができる。
【００３７】
したがって、貯湯タンクに貯えた温水を利用して暖房運転を行う場合に、ヒートポンプユニットのＣＯＰを良くする適切な沸き上げ制御を行うことができる。その上、そのような暖房運転を行わない場合にも、ヒートポンプユニットのＣＯＰを良くする適切な沸き上げ制御を行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３８】
以下、本発明の温水システムを図示の実施の形態により詳細に説明する。
【００３９】
図１は、本発明の一実施の形態の暖房給湯装置の構成を示す模式図である。
【００４０】
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、上記暖房用循環回路４は循環回路の一例である。
【００４１】
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。
【００４２】
上記冷媒回路１６は、蒸発器１１、圧縮機１２、凝縮器（水冷媒熱交換器）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。
【００４３】
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ガス化する。そして、上記ＣＯ２冷媒は、圧縮機１２で圧縮されて高温となった後、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。
【００４４】
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。
【００４５】
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。
【００４６】
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。
【００４７】
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。
【００４８】
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。
【００４９】
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。したがって、第２暖房往き接続口４２は、貯湯タンク２の供給口５３から流出してヒートポンプユニット１の凝縮器１３を出た後の温水が戻る沸き上げ戻り接続口となっている。貯湯タンク２内の温水は、上側に高温の温水、下側に比較的低温の温水が位置するように湯層（温度分布）が形成されている。なお、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１の凝縮器１３から出る温水が十分に高温となっていない場合、該温水は第２暖房往き接続口４２ではなく、凍結防止水戻し接続口５４を介して貯湯タンク２に戻されるように三方弁５２が制御される。したがって、凍結防止水戻し接続口５４は、温水が十分に高温でない場合の第２の沸き上げ戻り接続口となっている。このように、温水の温度により戻り口を切り替えるのは、十分に高温になっていない温水を貯湯タンク２の上部に戻すと貯湯タンク２内の温度分布が乱れる可能性があり、これを防止するためである。この三方弁の切り替えは凝縮器１３と三方弁５２との間に設けられた温度センサ（図示せず）の出力に基づいて行われる。また、上記沸き上げ用三方弁５２は、凍結防止運転中には、供給口５３から沸き上げ用循環回路５を介して流れてきた温水を、凍結防止水戻し接続口５４を介して貯湯タンク２内の下部領域に流す。なお、上記凍結防止運転は沸き上げ運転の停止中に行われる。
【００５０】
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。
【００５１】
上記給湯用熱交換器３は、図２に示すように、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。なお、貯湯タンク２内の上下方向の中央部にはヒータ６が配置されており、給湯用熱交換器３は該ヒータ６を跨ぐように配置されている（上部コイル部３ａ、下部コイル部３ｂ）。このヒータ６により、貯湯タンク２の上部により高温の温水を貯湯することができる。なお、図２の４０は犠牲陽極である。
【００５２】
また、上記給湯水の温度を設定温度に調整するために、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。
【００５３】
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、上記ラジエタ８は暖房端末の一例である。
【００５４】
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。なお、図２に示すように、第１暖房往き接続口４１から取り出された温水は配管４１ａを介して貯湯タンク２の上面から流出するように構成されている。
【００５５】
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。
【００５６】
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。
【００５７】
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。
【００５８】
上記暖房用循環回路４は、往き温水が流れる往き配管１０１と、戻り温水が流れる戻り配管１０２とを有している。上記往き配管１０１には、暖房用混合弁４５、往き温度検出部４６、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。一方、上記戻り配管１０２には戻り温度検出部４７が設けられている。ここで、上記往き温水とは、暖房用循環回路４を流れてラジエタ８へ入る温水のことである。また、上記戻り温水とは、ラジエタ８で放熱してラジエタ８から出る温水のことである。なお、上記戻り温度検出部４７は第２温度センサの一例である。
【００５９】
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。
【００６０】
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。
【００６１】
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。なお、上記制御部７は制御装置の一例である。
【００６２】
上記往き温度検出部４６は、バイパス配管４４の一端が往き配管１０１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、上記往き温度検出部４６は、暖房用混合弁４５を出てラジエタ８へ向かう往き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。
【００６３】
上記戻り温度検出部４７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、上記戻り温度検出部４７は、ラジエタ８を出てバイパス配管４４の他端へ向かう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。
【００６４】
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。そして、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の回転数を調節したりする。例えば、外気温度が高い時は、暖房用混合弁４５の開口度を調節することによって、バイパス配管４４から往き配管１０１への温水流入量を増加させて往き温水の温度を下げたり、暖房用循環ポンプ４８の回転数を下げることによって、循環する温水の流速を遅くして戻り温水の温度を下げたりする。一方、外気温度が低い時は、暖房用混合弁４５の開口度を調節することによって、バイパス配管４４から往き配管１０１への温水流入量を減少させて往き温水の温度を上げたり、暖房用循環ポンプ４８の回転数を上げることによって、循環する温水の流速を速くして戻り温水の温度を上げたりする。
【００６５】
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。
【００６６】
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。
【００６７】
図３は図１の簡略図である。なお、図３では給湯用混合弁３１や暖房用三方弁４９などの一部を図示を省略している。
【００６８】
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、タンクサーミスタ６１〜６４を貯湯タンク２に設けている。より詳しくは、上記貯湯タンク２内の領域を上下方向に４つに等分割した場合、上から１番目の領域（上部領域）にある温水の温度はタンクサーミスタ６１で、上から２番目の領域（中間部上側領域）にある温水の温度はタンクサーミスタ６２で、上から３番目の領域（中間部下側領域）にある温水の温度はタンクサーミスタ６３で、上から４番目の領域（下部領域）にある温水の温度はタンクサーミスタ６４で検出できるようになっている。そして、上記タンクサーミスタ６１〜６４は、それぞれ、検出した温度を示す信号を制御部７へ出力する。なお、上記タンクサーミスタ６４は第１温度センサの一例である。
【００６９】
上記構成の暖房給湯装置によれば、上記バイパス配管４４の一端を往き配管１０１に接続し、かつ、バイパス配管４４の他端を戻り配管１０２に接続しているので、ラジエタ８を出た戻り温水の一部をバイパス配管４４を介して往き配管１０１へ流すことができる。
【００７０】
したがって、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内の温水の攪拌を防ぐことができる。
【００７１】
また、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内の下部の温水をヒートポンプユニット１に送って、ヒートポンプユニット１のＣＯＰを高く保つことができる。
【００７２】
また、上記戻り温度検出部４７は、バイパス配管４４の他端が戻り配管に接続する点と、ラジエタ８との間に設けられているので、暖房負荷の影響が大きく残った戻り温水の温度を検出することができる。
【００７３】
したがって、上記戻り温度検出部４７の出力に基づいて、暖房負荷を正確に判定することができる。
【００７４】
また、上記制御部７の運転制御によっても、ヒートポンプユニット１のＣＯＰを高く保つことができる。以下、図４，図５のフローチャートを用いて、上記制御部７の運転制御について説明する。
【００７５】
上記暖房給湯装置の電源がＯＮされると、運転が開始し、まず、ステップＳ１で、暖房運転がＯＮされているか否かを判定する。このステップＳ１で、暖房運転がＯＮされていると判定すると、ステップＳ２に進む。一方、上記ステップＳ１で、暖房運転がＯＮされていないと判定すると、図５のステップＳ１１に進む。
【００７６】
上記ステップＳ２に進んだ場合、制御部７は、タンクサーミスタ６４および戻り温度検出部４７の出力に基づき、戻り温度検出部４７が検出した温度Ｔｒから定まる第１目標温度Ｔｒ＋αに比べて、タンクサーミスタ６４が検出した温度が低いか否かを判定する。つまり、上記ステップＳ２では、戻り配管１０２内の温水の温度（以下、「戻り温水温度」と言う。）Ｔｒに所定温度α（０≦α≦５を満たす温度）を加えた第１目標温度Ｔｒ＋αに比べて、貯湯タンク２内の下部領域にある温水の温度（以下、「タンク内温水温度Ｔｈ」と言う。）が低いか否かを判定する。このステップＳ２で、タンク内温水温度Ｔｈは第１目標温度Ｔｒ＋αよりも低いと判定すると、ステップＳ３に進む。一方、上記ステップＳ２で、タンク内温水温度Ｔｈは第１目標温度Ｔｒ＋αよりも低くないと判定すると、ステップＳ１に戻る。なお、上記ステップＳ２は暖房運転時の温度判定手段の一例である。
【００７７】
次に、ステップＳ３で、ヒートポンプユニット１をＯＮにして、貯湯タンク２内の温水を沸き上げる。なお、上記ステップＳ３は暖房運転時の稼働制御手段の一例である。
【００７８】
次に、ステップＳ４で、予め定めた第２目標温度Ｔｏに比べて、タンク内温水温度Ｔｈが高いか否かを判定する。このステップＳ４で、タンク内温水温度Ｔｈは第２目標温度Ｔｏよりも高いと判定すると、ステップＳ５に進む。一方、上記ステップＳ４で、タンク内温水温度Ｔｈは第２目標温度Ｔｏよりも高くないと判定すると、ステップＳ４を再度行う。なお、上記第２目標温度はユーザインターフェイスにより任意に設定できる。この第２目標温度は目標温度の一例である。
【００７９】
次に、ステップＳ５で、ヒートポンプユニット１をＯＦＦにする。つまり、上記ヒートポンプユニット１による沸き上げ運転を停止する。
【００８０】
次に、ステップＳ６で、暖房運転がＯＦＦされているか否かを判定する。このステップＳ６で、暖房運転がＯＦＦされていると判定すると、図５のステップＳ１１に進む。一方、上記ステップＳ６で、暖房運転がＯＦＦされていないと判定すると、ステップＳ２に戻る。
【００８１】
上記ステップＳ１１に進んだ場合、第２目標温度Ｔｏから所定温度α（０≦α≦５を満たす温度）を引いた設定温度Ｔｏ−αに比べて、タンク内温水温度Ｔｈが低いか否かについて判定する。このステップＳ１１で、タンク内温水温度Ｔｈは設定温度Ｔｏ−αよりも低いと判定すると、ステップＳ１２に進む。なお、上記所定温度αは制御部７に予め記憶されている。一方、上記ステップＳ１１で、タンク内温水温度Ｔｈは設定温度Ｔｏ−αよりも低くないと判定すると、ステップＳ１に戻る。なお、上記ステップＳ１１は非暖房運転時の温度判定手段の一例である。また、上記設定温度Ｔｏ−αは第１基準温度の一例である。
【００８２】
次に、ステップＳ１２で、ヒートポンプユニット１をＯＮにして、貯湯タンク２内の温水を沸き上げる。なお、上記ステップＳ１２が非暖房運転時の稼働制御手段の一例である。
【００８３】
次に、ステップＳ１３で、予め定めた第２目標温度Ｔｏに比べて、タンク内温水温度Ｔｈが高いか否かを判定する。このステップＳ１３で、タンク内温水温度Ｔｈは第２目標温度Ｔｏよりも高いと判定すると、ステップＳ５に進む。一方、上記ステップＳ１３で、タンク内温水温度Ｔｈは第２目標温度Ｔｏよりも高くないと判定すると、ステップＳ１３を再度行う。なお、上記第２目標温度はユーザインターフェイスにより任意に設定できる。
【００８４】
このように、上記ステップＳ２で、第１目標温度Ｔｒ＋αよりもタンク内温水温度Ｔｈの方が低いと判定されたとき、貯湯タンク２内の下部領域にある温水の温度は比較的低温となっている。
【００８５】
したがって、上記ステップＳ２で、第１目標温度Ｔｒ＋αよりもタンク内温水温度Ｔｈの方が低いと判定されることによって、ステップＳ３で、ヒートポンプユニット１がＯＮになると、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に供給されるので、ヒートポンプユニットのＣＯＰを高くすることができる。
【００８６】
また、上記ステップＳ４で、タンク内温水温度Ｔｈは第２目標温度Ｔｏよりも高いと判定すると、ステップＳ５で、ヒートポンプユニット１をＯＦＦにするので、貯湯タンク２内の下部の温水を比較的低温に保つことができる。
【００８７】
また、上記ステップＳ１１で、タンク内温水温度Ｔｈは設定温度Ｔｏ−αよりも低いと判定すると、ステップＳ１２で、ヒートポンプユニット１をＯＮにするので、暖房運転の停止中であっても、貯湯タンク２内の温水の温度が極端に低くならない。
【００８８】
したがって、暖房運転を開始した際、貯湯タンク２からラジエタ８に高温の温水を短時間で供給することができる。つまり、暖房運転の立ち上がり時間を短くできる。
【００８９】
上記実施の形態では、ステップＳ２〜Ｓ５が第２ヒートポンプユニット制御手段の一例、ステップＳ１１〜Ｓ１３が第１ヒートポンプユニット制御手段の一例である。
【００９０】
上記実施の形態では、ステップＳ２において、第１目標温度Ｔｒ＋αの代わりに、戻り温水温度Ｔｒを用いてもよい。すなわち、ステップＳ２で、戻り温水温度Ｔｒに比べてタンク内温水温度Ｔｈが低いか否かを判定してもよい。このような判定を行う場合、タンク内温水温度Ｔｈは戻り温水温度Ｔｒに比べて低いと判定されると、ステップＳ３に進む一方、タンク内温水温度Ｔｈは戻り温水温度Ｔｒに比べて低くないと判定されると、ステップＳ１に戻るようにすればよい。
【００９１】
上記実施の形態では、ステップＳ２と同じ所定温度αをステップＳ１１で用いていたが、ステップＳ２と異なる所定温度をステップＳ１１で用いてもよい。
【００９２】
上記実施の形態では、ステップＳ１１において、設定温度Ｔｏ−αを用いていたが、設定温度Ｔｏ−αの代わりに設定温度（第２目標温度）Ｔｏを用いてもよい。この設定温度Ｔｏを用いる場合、設定温度Ｔｏが第１基準温度の一例となる。
【００９３】
上記実施の形態では、図４，図５のフローチャートの制御に、タンクサーミスタ６４および戻り温度検出部４７の出力を用いていたが、タンクサーミスタ６３および戻り温度検出部４７の出力を用いてもよい。つまり、上記実施の形態において、タンクサーミスタ６４の出力の代わりに、タンクサーミスタ６３の出力を用いてもよい。この場合、上記タンクサーミスタ６３が第１温度センサの一例となる。
【００９４】
上記実施の形態において、制御部７は、貯湯タンク２内の上部領域、中間部上側領域、中間部下側領域および下部領域の下部領域の温水の温度を示す信号に基づいて、暖房用混合弁４５、往き温度検出部４６、暖房用循環ポンプ４８および暖房用三方弁４９を制御してもよい。
【００９５】
上記実施の形態では、ステップＳ２において、制御部７は、第１目標温度Ｔｒ＋αに比べて、タンク内温水温度Ｔｈが低いか否かを判定していたが、暖房戻り水温基準温度に比べて、タンク内温水温度Ｔｈが低いか否かを判定してもよい。このような判定を行う場合、制御部７によって、タンク内温水温度Ｔｈは暖房戻り水温基準温度に比べて低いと判定されると、ステップＳ３に進む。一方、上記制御部７によって、タンク内温水温度Ｔｈは暖房戻り水温基準温度に比べて低くないと判定されると、ステップＳ１に戻る。ここで、上記暖房戻り水温基準温度が制御部７に手動で設定される時、ユーザがリモコンに設定するリモコン設定値が暖房戻り水温基準温度となる。また、上記暖房戻り水温基準温度について制御部７に自動で設定される時は、外気温度に基づいて設定され、検出中の外気温度が低いほど、暖房戻り水温基準温度は高くなるように設定される。また、上記暖房戻り水温基準温度は設定温度Ｔｏ−αまたは設定温度Ｔｏよりも小さくしてもよい。なお、上記暖房戻り水温基準温度は第２基準温度の一例である。
【００９６】
暖房運転時の沸き上げ要否の基準となる第２基準温度（例えば、暖房戻り水温基準温度）は、暖房非運転時の沸き上げ要否の基準となる第１基準温度（例えば、設定温度Ｔｏ−αまたは設定温度Ｔｏ）よりも小さく設定するのが、暖房運転時の貯湯タンク２内の温水温度の特性から好ましい。つまり、暖房運転時には、暖房負荷により温度が低下した低温の温水を貯湯タンク２に戻すことができるので、貯湯タンク２内の温水温度が暖房非運転時よりも小さくなる（暖房非運転時は、暖房負荷による温度低下がないため、貯湯タンク２内の温水温度を大きく低下させるのは困難である）。この特性に合わせて、暖房運転時の沸き上げ要否の基準をより低温にすることで、ヒートポンプユニットにより向かう温水を低温にできるため、ＣＯＰを向上させることができる。
【００９７】
上記実施の形態では、ステップＳ２において、制御部７は、第１目標温度Ｔｒ＋αに比べて、タンク内温水温度Ｔｈが低いか否かを判定していたが、暖房戻り水温基準温度に０〜１０℃を加えた合算温度に比べて、タンク内温水温度Ｔｈが低いか否かを判定してもよい。このような判定を行う場合、制御部７によって、タンク内温水温度Ｔｈは合算温度に比べて低いと判定されると、ステップＳ３に進む。一方、上記制御部７によって、タンク内温水温度Ｔｈは合算温度に比べて低くないと判定されると、ステップＳ１に戻る。また、上記暖房戻り水温基準温度について制御部７に自動で設定される時は、外気温度に基づいて設定され、検出中の外気温度が低いほど、暖房戻り水温基準温度は高くなるように設定される。また、上記暖房戻り水温基準温度は設定温度Ｔｏ−αまたは設定温度Ｔｏよりも小さくしてもよい。なお、上記暖房戻り水温基準温度は第２基準温度の一例である。
【図面の簡単な説明】
【００９８】
【図１】図１は本発明の一実施の形態の暖房給湯装置の模式図である。
【図２】図２は貯湯タンクおよびその近傍の詳細を示す断面図である。
【図３】図３は図１の簡略図である。
【図４】図４は上記暖房給湯装置の制御フローチャートである。
【図５】図５は上記暖房給湯装置の制御フローチャートである。
【符号の説明】
【００９９】
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
７  制御部
８  ラジエタ
４４  バイパス配管
４７  戻り温度検出部
６３，６４  タンクサーミスタ
１０１  往き配管
１０２  戻り配管
【図１】
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【図２】
2009287868.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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