(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ヒートポンプサイクルを用いて給湯用の液体を加熱し、その加熱された液体を給湯器本体の貯湯タンク上部より蓄え、貯湯タンク下部より加熱源であるヒートポンプ本体に戻し、貯湯タンク又はヒートポンプ本体に戻す液体の温度が貯湯温度より低い予め設定された所定温度になると、ヒートポンプ本体の加熱動作を停止し、使用湯量に基づいて貯湯タンクの沸き上げ湯量を変化させ、一方、貯湯タンクの残湯量が所定量以下になると、ヒートポンプ本体の加熱動作を開始するヒートポンプ式給湯器において、貯湯タンクの沸き上げ湯量に基づいて、沸き上げ開始の残湯量を変更する沸き上げ開始残湯量変更手段を備えていることを特徴とするヒートポンプ式給湯器。
【請求項２】
前記沸き上げ開始残湯量変更手段は、貯湯タンクの沸き上げ湯量が少ない場合には、沸き上げ開始の残湯量を少なく変更することを特徴とする請求項１記載のヒートポンプ式給湯器。
【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給湯器の沸き上げ動作の制御に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
最近、ＣＯ２冷媒を使用するヒートポンプ式給湯器が公知である。この給湯器では、沸き上げ温度を９０℃以上の高温に加熱することができ、加熱効率が高いという利点を有するが、ヒートポンプサイクルを用いて給湯用の液体を加熱するヒートポンプ本体に給水される液体の温度が高くなると、加熱効率が低下する。そこで、使用湯量が少ない場合には、沸き上げ湯量を貯湯タンク容量より少なくしてヒートポンプ本体に給水される液体の温度を上げない工夫が必要になる。
【０００３】
一方、沸き上げ量を少なくすると、使用量が増加した場合に湯切れし易くなるため、貯湯タンク内の残湯量が所定量以下になると、沸き上げを開始する必要がある。
【０００４】
図３は従来のヒートポンプ式給湯器の構成図であり、図４は従来のヒートポンプ本体の構成図であり、図５は従来の沸き上げ制御動作のフローチャートである。図３において、１は給湯器本体、２は前記本体１内に配設された貯湯タンク、３は前記貯湯タンク２の下部と接続された給水配管、３ａはこの給水配管３に設けられた減圧弁、４は前記貯湯タンク２の上部と接続された給湯配管、４ａは逃し弁、５は給湯配管に取りつけられ、１日あるいは１週間の最大値又は平均値の給湯使用量を検出する流量センサで、６は前記貯湯タンク２の外壁面に取り付けられ、貯湯タンク２内の水の温度を検出する温度センサＡで、その温度センサＡ６を貯湯タンク２の外壁面のある所定容量の位置に取り付けることにより、使用湯量が少ない場合には、ヒートポンプ本体１２の加熱動作を停止するための温度を検出し、一方、その取り付け位置の検出温度から前記貯湯タンク２内の残湯量も検出する。７ａも温度センサＡ６と同様の温度センサＢで、温度センサＡ６に比べて貯湯タンク２上部に取り付けられ、温度センサＡ６よりも少ない残湯量を検出できる。８は前記貯湯タンク２の下部配管に取り付けられ、貯湯タンク２を全量沸き上げた場合に、ヒートポンプ本体１２の加熱動作を停止するための温度を検出する温度センサＤである。
【０００５】
９はヒートポンプ本体１２のヒートサイクルで発生した熱を貯湯タンク２内の水に置換するため、冷水管１２ａと温水管１２ｂとにより貯湯タンク２内の水をヒートポンプ本体１２との間で循環させる循環ポンプである。貯湯タンク２下部に接続された冷水管１２ａより循環ポンプ９でヒートポンプ本体１２に水が供給され、ヒートポンプ本体１２で加熱された水を貯湯タンク２の上部に接続された温水管１２ｂにより戻し貯湯タンク２内上部より貯湯する。
【０００６】
１０は前記貯湯タンク２内の水の沸き上げ、ヒートポンプ本体１２の運転開始・停止制御、及び１日の使用湯量に基づいて沸き上げ湯量を算出する制御部であり、前記温度センサＡ６、温度センサＢ７ａ、及び温度センサＤ８の検出値と沸き上げ温度等を設定する操作部１１からの入力値に基づいて、前記ヒートポンプ本体１２の加熱動作開始・停止及び循環ポンプ９の運転を制御する。
【０００７】
図４おいて、ヒートポンプ本体１２のヒートポンプサイクルは圧縮機１３、給湯用熱交換器１４、膨張弁１５、室外熱交換器１６、アキュームレータ１７を順次冷媒配管１２ｃにより接続して構成されている。ここで、室外熱交換器１６に吸熱するためにファン１８が取り付けてあり、また、給湯用熱交換器１４は圧縮器１３より吐出された高圧のガス冷媒と給湯用の水とを熱交換するもので、冷媒が流れる冷媒通路１４ａと給湯用の水が流れる給湯用水通路１４ｂを有する。
【０００８】
次に、従来の沸き上げ制御動作について、図５のフローチャートを用いて説明する。まず、沸き上げ制御をスタートすると（Ｓ１）、制御部１０で１日あるいは１週間の最大値又は平均値の使用湯量を流量センサ５で検出する（Ｓ２）。使用湯量が所定量（例えば２５０Ｌ）以上か否か判断され（Ｓ３）、所定量（２５０Ｌ）以上であれば、使用湯量が多いと判断して、貯湯タンク２内全量（例えば３７０Ｌ）を沸き上げる（Ｓ４）。所定量（２５０Ｌ）以下であれば、使用湯量が少ないと判断して、沸き上げ湯量を２５０Ｌとして沸き上げる（Ｓ５）。
【０００９】
次に、沸き上げ開始の所定残湯量になったかどうか、温度センサＢ７ａで貯湯タンク２壁面の温度を検出する（Ｓ６）。温度センサＢ７ａが所定温度以下になると、所定残湯量（１５０Ｌ）以下になったと判断し（Ｓ７）、制御部１０の指示で循環ポンプ９、及びヒートポンプサイクルを運転してヒートポンプ本体１２は一定の加熱能力（例えば４．５ＫＷ）で加熱動作を開始し（Ｓ８）、貯湯タンク２上部より操作部１１で設定された沸き上げ温度Ｔ℃（例えば９０℃）で湯を沸き上げる。そして、貯湯タンク２内全量（例えば３７０Ｌ）を沸き上げの場合は（Ｓ４）、温度センサＤ８が所定温度Ｔ１（例えば６０℃）を検出すると（Ｓ９）、制御部１０の指示でヒートポンプ本体１２の加熱動作を停止させて（Ｓ１０）、沸き上げ制御を終了する（Ｓ１１）。沸き上げ湯量２５０Ｌの場合は（Ｓ５）、温度センサＡ６が所定温度Ｔ１（例えば６０℃）を検出すると（Ｓ９）、制御部１０の指示でヒートポンプ本体１２の加熱動作を停止させて（Ｓ１０）、沸き上げ制御を終了する（Ｓ１１）。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
従来のヒートポンプ式給湯器は、流量センサ５の検出値に基づく使用湯量により、沸き上げ量を可変とし、使用湯量が少ない場合、例えば、給水水温が高く貯湯タンク２内の湯の使用湯量が少なくなり、残湯量が多くなる場合は、ヒートポンプ本体１２で次回の沸き上げを開始すると、貯湯タンク２全量を沸き上げる時は、残湯量が多いので、ヒートポンプ本体１２に給水される液体の温度が沸き上げ途中から高温になる。給水が高温になると、沸き上げ途中から加熱効率が低下するので、高温給水される沸き上げ湯量を少なくするため、沸き上げ湯量を貯湯タンク２の容量より少なくして、高温給水される沸き上げ湯量を少なくしてヒートポンプ本体１２の加熱効率の悪化を防止している。が、沸き上げ開始の残湯量はいつも一定であるため、沸き上げ湯量を少なくした場合に、沸き上げ完了後、少量給湯するだけで、昼間時間帯にヒートポンプ本体１２の加熱動作を開始してしまい、電気代が高くなるという問題点があった。
【００１１】
本発明は、上記のような問題点を解消するためになされたもので、ヒートポンプ本体の加熱効率の悪化を防止するため、沸き上げ湯量が少ない場合でも、昼間時間帯の沸き上げが少なくなり、電気代を低減できるヒートポンプ式給湯器を提供することを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る請求項１記載のヒートポンプ式給湯器は、ヒートポンプサイクルを用いて給湯用の液体を加熱し、その加熱された液体を給湯器本体の貯湯タンク上部より蓄え、貯湯タンク下部より加熱源であるヒートポンプ本体に戻し、貯湯タンク又はヒートポンプ本体に戻す液体の温度が貯湯温度より低い予め設定された所定温度になると、ヒートポンプ本体の加熱動作を停止し、使用湯量に基づいて貯湯タンクの沸き上げ湯量を変化させ、一方、貯湯タンクの残湯量が所定量以下になると、ヒートポンプ本体の加熱動作を開始するヒートポンプ式給湯器において、貯湯タンクの沸き上げ湯量に基づいて、沸き上げ開始の残湯量を変更する沸き上げ開始残湯量変更手段を備えたものである。
【００１３】
また、請求項２記載のヒートポンプ式給湯器は、前記沸き上げ開始残湯量変更手段が貯湯タンクの沸き上げ湯量が少ない場合には、沸き上げ開始の残湯量を少なく変更するようにしたものである。
【００１４】
【発明の実施の形態】
実施の形態１．
図１は本発明の実施の形態１を示すヒートポンプ式給湯器の構成図、図２は本発明の実施の形態１における沸き上げ制御動作を示すフローチャートである。
なお、本発明の実施の形態１におけるヒートポンプ本体１２の構成図は図４示した従来の構成と同一であるため、説明を省略する。
【００１５】
図１に示す本発明の実施の形態１における構成図と図３に示す従来のヒートポンプ式給湯器の構成図とで異なる点は、本発明の実施の形態１においては、制御部１０の構成と温度センサＣ７ｂが取り付いていることである。
すなわち、本発明の実施の形態１においては、制御部１０は、貯湯タンク２内の水の沸き上げ、及びヒートポンプ本体１２の運転開始・停止を制御する他に、沸き上げ開始残湯量変更手段１０ａを備え、また、温度センサＣ７ｂは温度センサＢ７ａに比べて貯湯タンク２上部に取り付けられ、温度センサＢ７ａよりも少ない残湯量を検出できる。
【００１６】
本実施の形態１におけるヒートポンプ式給湯器の沸き上げ制御動作について、図２のフローチャートを用いて説明する。
なお、従来例と同一または相当部分については説明を省略する。
【００１７】
まず、沸き上げ制御をスタートすると（Ｓ１）、制御部１０で１日あるいは１週間の最大値又は平均値の使用湯量を流量センサ５で検出する（Ｓ２）。使用湯量が所定量（例えば２５０Ｌ）以上か否か判断され（Ｓ３）、所定量（２５０Ｌ）以上であれば、使用湯量が多いと判断して、貯湯タンク２内全量（例えば３７０Ｌ）を沸き上げる（Ｓ４）。沸き上げ開始の残湯量になったかどうか、温度センサＢ７ａで貯湯タンク２壁面の温度を検出する（Ｓ６）。温度センサＢ７ａが所定温度以下になると、所定残湯量（１５０Ｌ）以下になったと判断し（Ｓ７）、制御部１０の指示で循環ポンプ９、及びヒートポンプ本体１２は一定の加熱能力（例えば４．５ＫＷ）で加熱動作を開始し（Ｓ８）、貯湯タンク２上部より操作部１１で設定された沸き上げ温度Ｔ℃（例えば９０℃）で湯を沸き上げる。そして、温度センサＤ８が所定温度Ｔ1（例えば６０℃）を検出すると（Ｓ９）、制御部１０の指示でヒートポンプ本体１２の加熱動作を停止させて（Ｓ１０）、沸き上げ制御を終了する（Ｓ１１）。
【００１８】
一方、使用湯量が所定量（２５０Ｌ）以下であれば（Ｓ３）、使用湯量が少ないと判断して、沸き上げ湯量を２５０Ｌとして沸き上げる（Ｓ５）。沸き上げ開始の所定残湯量になったかどうか、温度センサＣ７ｂで貯湯タンク２壁面の温度を検出する（Ｓ１２）。温度センサＣ７ｂが所定温度以下になると、所定残湯量（７５Ｌ）以下になったと判断し（Ｓ１３）、制御部１０の指示で循環ポンプ９、及びヒートポンプ本体１２は一定の加熱能力（例えば４．５ＫＷ）で加熱動作を開始し（Ｓ８）、貯湯タンク２上部より操作部１１で設定された沸き上げ温度Ｔ℃（例えば９０℃）で湯を沸き上げる（Ｓ１４）。そして、沸き上げ湯量は２５０Ｌなので、貯湯タンク２の外壁面に取り付けられた温度センサＡ６が所定温度Ｔ１（例えば６０℃）を検出すると（Ｓ１５）、制御部１０の指示でヒートポンプ本体１２の加熱動作を停止させて（Ｓ１０）、沸き上げ制御を終了する（Ｓ１１）。
このように、使用湯量が２５０Ｌ以下の場合は（Ｓ３）、沸き上げ開始の残湯量を１５０Ｌ以下（Ｓ７）から７５Ｌ以下（Ｓ１３）に変更している。
【００１９】
従って、本実施の形態１によれば、沸き上げ湯量を少なくして加熱効率の悪化を防止した場合でも、沸き上げ開始の残湯量を１５０Ｌ以下（Ｓ７）から７５Ｌ以下（Ｓ１３）に変更しているので、沸き上げ湯量を少なくした場合に、沸き上げ完了後、少量給湯するだけで、昼間時間帯にヒートポンプ本体１２の加熱動作を開始してしまうことがなくなって、昼間時間帯の沸き上げが少なくなり、電気代を低減できる。
【００２０】
【発明の効果】
以上のように、本発明に係る請求項１のヒートポンプ式給湯器によれば、給水水温が高く貯湯タンク内の湯の使用湯量が少なく残湯量多くなる夏季において、沸き上げ湯量を貯湯タンクの容量より少なくして、ヒートポンプ本体で高温水での沸き上げを少なくできるので、加熱効率の悪化を防止でき、沸き上げ湯量を少なくした場合にも、沸き上げ開始残湯量を変化させているので、沸き上げ完了後、少量給湯しても昼間時間帯にヒートポンプ本体の加熱動作を開始させず、電気代を低減できるという効果が得られる。
【００２１】
また、請求項２の給湯器によれば、沸き上げ湯量を少なくした場合にも、沸き上げ開始残湯量を少なくしているので、沸き上げ完了後、少量給湯しても昼間時間帯に加熱装置の加熱動作を開始させず、確実に電気代を低減できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の実施の形態１を示すヒートポンプ式給湯器の構成図である。
【図２】  本発明の実施の形態１を示す沸き上げ制御動作のフローチャートである。
【図３】  従来のヒートポンプ式給湯器の構成図である。
【図４】  従来のヒートポンプ本体の構成図である。
【図５】  従来の給湯器の沸き上げ制御動作のフローチャートである。
【符号の説明】
１  給湯器本体、２  貯湯タンク、５  流量センサ、６  温度センサＡ、７ａ温度センサＢ、７ｂ  温度センサＣ、１０  制御部、１０ａ  沸き上げ開始残湯量変更手段、１２  ヒートポンプ本体。
【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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