JP2005043000A - 貯湯式給湯器の浴水追い焚き装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 高温の湯を流出することなく追い焚きおよび洗浄する制御手段を配設させることで、入浴者に不快を招くことのない貯湯式給湯器の浴水追い焚き装置を実現する。
【解決手段】 浴水追い焚き手段４０は、浴槽内の浴水を熱交換器４１側に流通させる流量と熱交換器４１を迂回させる側に流通させる流量との流量比を調節する流量調節弁４２と、熱交換器４１を流通させた浴水に熱交換器４１を迂回させた浴水を混合するように流量調節弁４２を制御する追い焚き制御プログラム２００ａと、流量調節弁４２により混合された浴水の水温を検出する第２浴水温サーミスタ４６ａとを備え、追い焚き制御プログラム２００ａは、追い焚き運転のときに、第２浴水温サーミスタ４６ａにより検出された水温が所定温度を超えないように流量調節弁４２を制御する。これにより、入浴者に不快を招くことのない追い焚きができる。
【選択図】 図３

Description

本発明は、給湯水を蓄える貯湯タンク内の給湯水の熱源を用いて、浴槽内の浴水を追い焚きする貯湯式給湯器の浴水追い焚き装置に関するものであり、特に、追い焚き時の制御に関する。

従来、この種の貯湯式給湯器の浴水追い焚き装置として、例えば、図６に示すように、深夜電力を電源とする電気温水器などの給湯手段１００により加熱された給湯水を蓄える貯湯タンク１１０と、この貯湯タンク１１０内に配設され高温の給湯水と浴槽１２０内の浴水を熱交換する熱交換器１３０と、浴水を浴槽１２０内から汲み上げて循環させる循環ポンプ１４０とを備えて、浴槽１２０内の浴水を熱交換器１３０に循環させて浴水を追い焚きする装置が知られている。

しかしながら、上記構成の貯湯式給湯器の浴水追い焚き装置によれば、追い焚き運転の停止中には、循環ポンプ１４０が停止しているため熱交換器１３０内に滞留している浴水が、貯湯タンク１１０内に蓄えられた給湯水と同程度の高温（例えば、７０〜９０℃程度）の浴水になっている。

そして、追い焚き運転のときに循環ポンプ１４０が作動すると、運転開始直後に熱交換器１３０内に滞留していた高温の浴水が浴槽１２０内に流出されるときがある。このときに入浴者が入浴していると、高温の浴水が流出することで一時的に熱過ぎるなどの不快を招く問題がある。

さらに、追い焚き運転のときに、循環ポンプ１４０の流量が少ないときは、熱交換器１３０により加熱された浴水の湯温が高くなる。このときにも上述と同じように、高温の浴水が流出することで一時的に熱過ぎるなどの不快を招く問題がある。

そこで、本発明の目的は、上記点に鑑みたものであり、高温の湯を流出することなく追い焚きおよび洗浄する制御手段を配設させることで、入浴者に不快を招くことのない貯湯式給湯器の浴水追い焚き装置を提供することにある。

上記、目的を達成するために、請求項１ないし請求項６に記載の技術的手段を採用する。すなわち、請求項１に記載の発明では、給湯水を蓄える貯湯タンク（１）内に熱交換器（４１）を配設させ、この熱交換器（４１）に浴槽内の浴水を循環させて追い焚きする浴水追い焚き手段（４０）を備える貯湯式給湯器の浴水追い焚き装置において、
浴水追い焚き手段（４０）は、浴槽内の浴水を熱交換器（４１）側に流通させる流量と熱交換器（４１）を迂回させる側に流通させる流量との流量比を調節する流量調節手段（４２）と、熱交換器（４１）を流通させた浴水に熱交換器（４１）を迂回させた浴水を混合するように流量調節手段（４２）を制御する追い焚き制御手段（２００ａ）と、流量調節手段（４２）により混合された浴水の水温を検出する水温検出手段（４６ａ）とを備え、
追い焚き制御手段（２００ａ）は、追い焚き運転のときに、水温検出手段（４６ａ）により検出された水温が所定温度を超えないように流量調節手段（４２）を制御することを特徴としている。

請求項１に記載の発明によれば、熱交換器（４１）内の浴水は追い焚き運転が停止しているとき、つまり、浴水が熱交換器（４１）内に滞留しているときは、貯湯タンク（１）内の給湯水と同程度の水温に加熱されており、追い焚き運転開始直後に、滞留していた高温の浴水が浴槽内に流出されるときがある。

そこで、本発明では、水温検出手段（４６ａ）により検出された水温が所定温度を超えないように流量調節手段（４２）を制御する追い焚き制御手段（２００ａ）を配設することにより、浴槽内に流出する浴水が所定温度以下になるように混合されるため一時的に熱過ぎるなどの不快を招くことはない。

請求項２に記載の発明では、追い焚き制御手段（２００ａ）は、追い焚き運転開始時に、熱交換器（４１）を流通する流量が熱交換器（４１）を迂回する流量よりも少なくなるように流量調節手段（４２）の制御を開始させ、その後は所定温度に基づいて、熱交換器（４１）を流通する流量が熱交換器（４１）を迂回する流量よりも順次増加するように流量調節手段（４２）を制御することを特徴としている。

請求項２に記載の発明によれば、熱交換器（４１）を流通する流量が熱交換器（４１）を迂回する流量よりも少なくなるように流量調節手段（４２）の制御を開始させることにより、熱交換器（４１）内に滞留していた高温の浴水が熱交換器（４１）を迂回する流量により水温が緩和されるため一時的に熱過ぎるなどの不快を招く浴水を流出することはない。

請求項３に記載の発明では、給湯水を蓄える貯湯タンク（１）内に熱交換器（４１）を配設させ、この熱交換器（４１）に浴槽内の浴水を循環させて追い焚きする浴水追い焚き手段（４０）を備える貯湯式給湯器の浴水追い焚き装置において、
浴水追い焚き手段（４０）は、貯湯タンク（１）内に蓄えられた給湯水を所定の温度に温度調節して浴槽内にお湯張りするお湯張り手段（１７ｂ、４４、４５）と、このお湯張り手段（１７ｂ、４４、４５）により温度調節された給湯水を熱交換器（４１）側に流通させる流量と熱交換器（４１）を迂回させる側に流通させる流量との流量比を調節する流量調節手段（４２）と、熱交換器（４１）を流通させた給湯水に熱交換器（４１）を迂回させた温度調節された給湯水を混合するように流量調節手段（４２）を制御する洗浄制御手段（２００ｂ）と、流量調節手段（４２）により混合された給湯水の水温を検出する水温検出手段（４６ａ）とを備え、
洗浄制御手段（２００ｂ）は、熱交換器（４１）を洗浄する洗浄運転のときに、水温検出手段（４６ａ）により検出された水温が所定温度を超えないように流量調節手段（４２）を制御することを特徴としている。

請求項３に記載の発明によれば、貯湯タンク（１）内の給湯水を熱交換器（４１）に循環させて熱交換器（４１）を洗浄する洗浄運転においても、上述した請求項１と同じように、水温検出手段（４６ａ）により検出された水温が所定温度を超えないように流量調節手段（４２）を制御することにより、浴槽内に流出する給湯水が所定温度以下になるように混合されるため一時的に熱過ぎるなどの不快を招くことはない。

請求項４に記載の発明では、洗浄制御手段（２００ｂ）は、洗浄運転開始時に、熱交換器（４１）を流通する流量が熱交換器（４１）を迂回する流量よりも少なくなるように流量調節手段（４２）の制御を開始させ、その後は所定温度に基づいて、熱交換器（４１）を流通する流量が熱交換器（４１）を迂回する流量よりも順次増加するように流量調節手段（４２）を制御することを特徴としている。

請求項４に記載の発明によれば、上述した請求項２と同じように、熱交換器（４１）を流通する流量が熱交換器（４１）を迂回する流量よりも少なくなるように流量調節手段（４２）の制御を開始させることにより、熱交換器（４１）内に滞留していた高温の浴水が熱交換器（４１）を迂回する流量により水温が緩和されるため一時的に熱過ぎるなどの不快を招く浴水を流出することはない。

請求項５に記載の発明では、所定温度は、最大６０℃であることを特徴としている。これによれば、所定温度として、６０℃を超えないように制御することにより、例えば浴槽内の浴水の水温が約４３℃のときであれば、この６０℃を超えなければ一時的に熱過ぎるなどの不快を招くことはない。

請求項６に記載の発明では、貯湯タンク（１）内の給湯水を沸き上げ運転するヒートポンプサイクルからなるヒートポンプユニット（２）が設けられ、ヒートポンプユニット（２）は、冷媒が二酸化炭素であることを特徴としている。

請求項６に記載の発明によれば、冷媒に二酸化炭素を用いることで、超臨界ヒートポンプサイクルを形成できる。これによれば、フロン系の冷媒を用いる一般的なヒートポンプサイクルよりも高温（例えば、８０〜９０℃程度）の給湯水を沸き上げることができるため、本発明を適用させることで上述した効果が大である。

なお、上記各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態の具体的手段との対応関係を示すものである。

（第１実施形態）
以下、本発明を適用した第１実施形態の貯湯式給湯器の浴水追い焚き装置を図１ないし図３に基づいて説明する。図１は、貯湯式給湯器の浴水追い焚き装置の全体構成を示す模式図である。本実施形態の貯湯式給湯器の浴水追い焚き装置は、図１に示すように、１は耐食性に優れた金属製（例えば、ステンレス製）の貯湯タンクであり、外周部に図示しない断熱材が配置されており、高温の給湯用の湯を長時間に渡って保温することができるようになっている。

貯湯タンク１は縦長形状であり、その底面には導入口１１が設けられ、この導入口１１には貯湯タンク１内に水道水を導入する給水経路である導入管１２が接続されている。導入管１２には温度検出手段である給水サーミスタ２１が設けられており、導入管１２内の温度情報を後述する制御装置２００に出力するようになっている。

また、導入管１２には導入される水道水の水圧が所定圧となるように調節するとともに、断水などにおける湯の逆流を防止する減圧逆止弁５１が設けられている。そして、導入管１２の給水サーミスタ２１および減圧逆止弁５１が設けられた位置より下流の給水分岐点１２ａと後述する混合弁１６とはバイパス経路である給水配管１５により繋がれている。

一方、貯湯タンク１の最上部には導出口１３が設けられ、導出口１３には貯湯タンク１内の湯を導出するための給湯経路である導出管１４が接続されている。導出管１４の経路途中には逃がし弁５３が配設された排出配管５２を接続しており、貯湯タンク１内の圧力が所定圧以上に上昇した場合には、貯湯タンク１内の湯を外部に排出して、貯湯タンク１等にダメージを与えないようになっている。

１６は混合手段である混合弁であり、導出管１４と給水配管１５との合流点に配置されている。そして、混合弁１６は開口面積比（導出管１４に連通する湯側の開度と給水配管１５に連通する水側の開度の比率）を調節することにより、導出管１４からの湯と給水配管１５からの水道水との混合比を調節できるようになっている。

なお、混合弁１６はサーボモータ等の駆動源により弁体を駆動して各経路の開度を調節する電動弁であり、後述する制御装置２００からの制御信号により作動するとともに、作動状態を制御装置２００に出力するようになっている。

そして、混合弁１６の出口側には、混合湯経路である配管１７ａとその配管１７ｂから分岐した配管１７ｂが接続されている。一方の配管１７ａは図示しない給湯水栓、シャワー水栓等へ混合された給湯水を導く配管であり、他方の配管１７ｂは後述する浴水追い焚き手段４０に繋がれている。そして、配管１７ａには温度検出手段である給湯サーミスタ７１と給湯検出手段である流量カウンタ７２が設けられており、給湯サーミスタ７１は配管１７ａ内の温度情報を、流量カウンタ７２は配管１７ａ内の流量情報を後述する制御装置２００に出力するようになっている。

なお、流量カウンタ７２が配管１７ａ内の水の流れを検出したときには、給湯水栓、シャワー水栓等のいずれかで湯が使用されようとしているということである。このとき制御装置２００は、給湯設定温度に応じて、まず給水サーミスタ２１からの温度情報と後述する出湯サーミスタ３２からの温度情報とから混合弁１６の開口面積比を概略調節し、その後給湯サーミスタ７１からの温度情報に基づいて給湯温度が設定温度となるように混合弁１６の開口面積比を微細制御するようになっている。

また、貯湯タンク１の下部には、貯湯タンク１内の水を吸入するための吸入口１８が設けられ、貯湯タンク１の上部側面には、貯湯タンク１内に湯を吐出する吐出口１９が設けられている。吸入口１８と吐出口１９とは循環回路２０で接続されており、循環回路２０の一部はヒートポンプユニット２内に配置されている。

循環回路２０のヒートポンプユニット２内に配置された部分には、図示しない熱交換器が設けられており、吸入口１８から吸入した貯湯タンク１内の水を高温冷媒との熱交換により加熱し、吐出口１９から貯湯タンク１内に戻すことにより貯湯タンク１内の水を沸き上げることができるようになっている。

なお、本実施形態の加熱手段であるヒートポンプユニット２は、図示しない圧縮機、凝縮器、減圧器、蒸発器などのヒートポンプサイクルを構成する冷媒機能部品からなる超臨界ヒートポンプである。この超臨界ヒートポンプとは、高圧側の冷媒圧力が冷媒の臨界圧力以上となるヒートポンプサイクルを言い、例えば、二酸化炭素、エチレン、エタン、酸化窒素などを冷媒とするヒートポンプサイクルである。

因みに、超臨界ヒートポンプによれば、一般的なヒートポンプサイクルよりも高温（例えば、８５℃〜９０℃程度）の給湯水を沸き上げることができる。また、ヒートポンプユニット２は後述する制御装置２００からの制御信号により作動するとともに、作動状態を制御装置２００に出力するようになっている。

次に、貯湯タンク１の上部外壁面には、貯湯タンク１内上部の水温を検出する出湯サーミスタ３２が設けられており、導出口１３から導出される水の温度情報を後述する制御装置２００に出力するようになっている。

また、貯湯タンク１の外壁面には複数の（本例では６つの）水位サーミスタ３３が縦方向にほぼ等間隔に配置され、貯湯タンク１内に満たされた水の各水位レベルでの温度情報を後述する制御装置２００に出力するようになっている。

従って、後述する制御装置２００は、水位サーミスタ３３からの温度情報に基づいて、貯湯タンク１内上方の沸き上げられた湯と貯湯タンク１内下方の沸き上げられる前の水との温度境界位置を検出できるようになっている。なお、水位サーミスタ３３によって温度境界位置を検出することが可能なことにより、温度情報のほかに貯湯タンク１内の残湯容積を求めることができる。

次に、浴水追い焚き手段４０は、熱交換器４１、循環ポンプ４３、および浴槽３内の浴水を熱交換器４１に循環させて浴槽３内に戻す浴水循環水経路４９から構成されている。この熱交換器４１は、貯湯タンク１内の上方、つまり、給湯水の湯温が高温となる部位に配設され浴水を加熱するための熱交換器であって、ヒートポンプユニット２により沸き上げられた給湯水の熱量を熱源としている。

循環ポンプ４３は電動ポンプであり、後述する制御装置２００により制御され、ハウジング内のインペラを回転させることにより浴水を浴槽３から熱交換器４１に圧送して浴槽３内に戻すために用いられている。また、浴水循環水経路４９の上流側には、浴槽３内にお湯張りされた浴水の湯量、言い換えれば、浴槽３内の浴水の水位レベルを求めるために、水圧を検出する水圧スイッチ４８が設けられている。この水圧スイッチ４８は、浴槽３内の浴水の容積情報として後述する制御装置２００に出力されるように構成している。

そして、水圧スイッチ４８の下流側には、浴水循環水経路４９を開閉する開閉弁４７および浴水循環水経路４９に流れる浴水温Ｔ１を検出する温度検出手段である第１浴水温サーミスタ４６が設けられている。開閉弁４７は後述する制御装置２００により制御され、第１浴水温サーミスタ４６は浴槽３内の浴水温の温度情報として後述する制御装置２００に出力されるように構成している。

また、熱交換器４１の手前には、浴槽３内の浴水を熱交換器４１側に流通させる流れ方向（図中に示す矢印Ａ）と、熱交換器４１を迂回させる側に流通させる流れ方向（図中に示す矢印Ｂ）との流量比を調節する流量調節手段である流量調節弁４２が設けられている。この流量調節弁４２は、浴槽３内の浴水を追い焚きするときに、熱交換器４１を流通させた浴水に熱交換器４１を迂回させた浴水を混合するように後述する制御装置２００により制御される。

ここで、流量比を調節する流量調節弁４２の概略構成を図２に基づいて説明する。図２（ａ）に示すように、流量調節弁４２は、弁本体４２ａと弁本体４２ａ内に収容される流量調節部材４２ｂとから構成され、この流量調節部材４２ｂを回動させることで、流入口４２ｃから流入された浴水を、流れ方向がＡである流出口４２ｄと流れ方向がＢである流出口４２ｅとに流通される流量比を可変できるようにしている。図２（ａ）は、開度が０度のときであって、Ａ：Ｂの流量比は０：１となっている。つまり、熱交換器４１を迂回する側に１００％流通するようになる。

図２（ｂ）は、流量調節部材４２ｂが左方向に９０度回動したときの開度９０度であって、このときの流動比は１：１となる。以下、同様に、図２（ｃ）は開度１３５度で流量比が２：１、図２（ｄ）は開度１４０度で流量比が２．９：１、図２（ｅ）は開度１４５度で流量比が４．８：１、図２（ｆ）は開度１８０度で流量比が１：０である。なお、流量調節部材４２ｂは、図示しないサーボモータなどの駆動手段にて駆動される。

そして、４９ａは、熱交換器４１を流通した浴水と熱交換器４１を迂回して流通した浴水との混合部であり、熱交換器４１を流通した浴水温が熱交換器４１を迂回した流量により緩和される。この混合部４９ａの下流側には、混合された浴水温Ｔ２を検出する水温検出手段である第２浴水温サーミスタ４６ａが設けられている。この第２浴水温サーミスタ４６ａは流量調節弁４２により混合された浴水温の温度情報として後述する制御装置２００に出力されるように構成している。

次に、配管１７ｂは浴槽３内へのお湯張り、差し湯、たし湯するための混合湯が流れる配管であって浴水循環水経路４９に繋げられている。そして、この配管１７ｂには、湯張り弁４４および給湯検出手段である流量カウンタ４５が設けられている。

湯張り弁４４は、後述する制御装置２００により制御され、配管１７ｂに流れる混合湯を開閉する電磁弁である。流量カウンタ４５は配管１７ｂ内の流量情報を後述する制御装置２００に出力するようになっている。なお、湯張り弁４４が開弁して浴槽３にお湯張り、差し湯、たし湯するときには、開閉弁４７も開弁するように制御されるものである。ここで、配管１７ｂ、湯張り弁４４および流量カウンタ４５は、請求項で称するお湯張り手段である。

次に、２００は制御手段である制御装置であり、各サーミスタ２１、３２、３３、４６、４６ａ、７１からの温度情報、流量カウンタ４５、７２からの流量情報、水圧スイッチ４８からの容積情報および図示しない操作盤に設けられた操作スイッチからの操作信号等に基づいて、ヒートポンプユニット２、混合弁１６、三方弁４２、循環ポンプ４３、湯張り弁４４および開閉弁４７等を制御するように構成されている。

また、制御装置２００には、マイクロコンピュータを主体として構成され、内蔵のＲＯＭ（図示せず）には、予め設定された追い焚き制御手段である追い焚き制御プログラム２００ａが設けられており、この追い焚き制御プログラム２００ａによりヒートポンプユニット２および浴水追い焚き手段４０を制御して浴槽３内の浴水を追い焚きするようにしている。

なお、図示しない操作盤には、操作スイッチとして、電源スイッチ、湯張りスイッチ、湯張り設定温度スイッチ、追い焚きスイッチ、追い焚き設定温度スイッチなどが設けられている。また、図示しない操作盤は、浴室内や台所等の湯を使用する場所の近傍に設置され、操作盤以外は、屋外等の適所に設置されている。

次に、上記構成による貯湯式給湯器の浴水追い焚き装置の作動について説明する。まず、図示しない電源スイッチがオンされると、制御装置２００は、ヒートポンプユニット２を制御させて通常の温調給湯制御を行なう。この温調給湯制御が実行されると、制御装置２００は、貯湯タンク１に設けられた各サーミスタ３２、３３からの温度情報等や、図示しない操作盤により設定された時刻情報等に基づいて、適宜ヒートポンプサイクル２を作動させ貯湯タンク１内の水を加熱して高温（例えば８５℃の湯）の給湯水を貯えておく。

そして、貯えられた高温の給湯水を水と混合させて台所、洗面所、浴槽３などの給湯対象個所に給湯するとともに、蓄えられた給湯水を熱源として熱交換器４１により浴水を追い焚きするものである。ところで、貯湯式給湯器の浴水追い焚き装置の作動は、給湯の用途に供するときと、浴水を追い焚きするときでは制御装置２００および各構成部品の作動が異なるため、給湯の用途に供する一例として、浴槽３内に湯張りするときと、浴水を追い焚きするときの作動について述べる。

まず、浴槽３内に給湯水を湯張りするときには、湯張りスイッチ（図示せず）を操作することにより、制御装置２００は、湯張り弁４４、開閉弁４７を開弁させるとともに、湯張り設定温度に応じて、給水サーミスタ２１からの温度情報と出湯サーミスタ３２からの温度情報とから混合弁１６の開口面積比を概略調節し、その後第１浴水温サーミスタ４６からの温度情報に基づいて出湯温度が湯張り設定温度となるように混合弁１６の開口面積比を微細制御する。

これにより、貯湯タンク１内の高温の給湯水と給水配管１５からの水との混合された混合湯が配管１７ｂおよび浴水循環水経路４９を介して浴槽３内に出湯する。そして、浴槽３内の浴水の水位が予め設定した水位レベルに達すると、この水位レベルを水圧スイッチ４８が検出することにより湯張り弁４４を閉弁させて所定量の湯張りが完了するものである。なお、流量カウンタ４５は、湯張り弁４４が開弁している間のときの浴槽３内に出湯した湯量が検出される。

この湯張りにより、貯湯タンク１では、上部から高温の給湯水が導出されることにより、導入管１２より水道水が貯湯タンク１の下方に導入される。従って、温度境界位置が貯湯タンク１内上方に移動する。つまり、給湯の用途に供するときには、順次温度境界位置が上方に変動するとともに、貯湯タンク１内の貯湯量が低下していく。

次に、浴水を追い焚きするときの作動を追い焚き制御手段である追い焚き制御プログラム２００ａを有する制御装置２００による制御処理を図３に示すフローチャートに基づいて説明する。まず、自動保温運転をさせる図示しない追い焚き運転スイッチがＯＮされていると、自動保温運転の操作信号が制御装置２００に入力されている。これにより、ステップ２００ａにて自動追い焚き運転が開始する。

そして、ステップ２１０にて、第１所定時間ｔ１（例えば、１０分）を計測するタイマｔ１をスタートさせる。ステップ２２０にて、タイマｔ１が第１所定時間ｔ１だけタイムアップしたか否かを判定し、タイムアップしたと判定すれば、ステップ２３０にて、流量調節弁４２の開度０度（図２（ａ）参照）に制御される。

これにより、熱交換器４１を迂回させる側に全流量が流通する。ステップ２２０で否と判定されれば、タイムアップするまで計測が継続される。なお、この第１所定時間ｔ１は、自動追い焚き運転が実行しているときの浴水の浴水温Ｔ１を検知するための間隔時間であり、マニアル操作による追い焚き運転の場合は、この第１所定時間ｔ１は省略される。

そして、この第１所定時間ｔ１が経過すると、ステップ２４０において、循環ポンプ４３を作動させる。これにより、浴槽３内の浴水が熱交換器４１を迂回する流通通路で流通されて浴槽３内の浴水が攪拌される。

次に、ステップ２５０にて、第２所定時間ｔ２（例えば、２分）を計測するタイマｔ２をスタートさせる。そして、ステップ２６０にて、タイマｔ２が第２所定時間ｔ２だけタイムアップしたか否かを判定し、タイムアップしたと判定すれば、ステップ２７０に移行する。ここでは、第１浴水温サーミスタ４６により検出された浴水温Ｔ１が設定温度に達成したか否かを判定する。

浴水温Ｔ１が設定温度に対して未達であれば、ステップ２８０にて、流量調節弁４２の開度を開けるように制御される。具体的には、開度９０度（図２（ｂ）参照）に制御して、熱交換器４１に流通する浴水に熱交換器４１を迂回する浴水と混合させるようにする。ここでは熱交換器４１に流通する流量が５０％（このときには、熱交換器４１を迂回する流量が５０％となる。）となる。これにより、熱交換器４１内に滞留している浴水の水温は貯湯タンク１内の給湯水（８０〜９０℃）とほぼ同程度の高温の浴水になっているが、この高温の浴水に約４０℃程度の浴槽３内の浴水を混合させることで、浴槽３内に流出される浴水は６０℃以下に緩和される。

なお、本実施形態では、流量調節弁４２の開度を９０度に制御したが、これより開度を小さくして熱交換器４１に流通する流量が熱交換器４１を迂回する流量よりも少なくなるように流量調節弁４２の開度を制御して開始させても良い。も良い。そして、次のステップ２９０にて、第２浴水温サーミスタ４６ａにより検出された混合された浴水温Ｔ２が所定温度（例えば、６０℃）−１℃に達成したか否かを判定する。

ここで、浴水温Ｔ２が所定温度−１℃に未達であれば、ステップ３００にて、流量調節弁４２の開度を順次増加するように制御していく。そして、浴水温Ｔ２が所定温度−１℃に達成したときには、ステップ３１０にて、流量調節弁４２の開度を順次減少するように制御していく。つまり、ステップ２９０からステップ３１０では、浴水温Ｔ２を監視しながら流量調節弁４２を開度９０度（図２（ａ）参照）〜開度１８０度（図２（ｆ）参照）間で順次開度を増加もしくは減少させたるなどして、浴水温Ｔ２が所定温度を超えないように流量比を制御する。

これにより、高温の浴水が浴槽３内に流出されることはなく、浴槽３内の浴水が熱交換器４１に流通されて加熱される。そして、ステップ２７０にて、第１浴水温サーミスタ４６により検出された浴水温Ｔ１が設定温度に達成すれば、ステップ３２０にて、循環ポンプ４３を停止させるとともに、流量調節弁４２の開度を０度に戻す。

以上の第１実施形態による貯湯式給湯器の浴水追い焚き装置によれば、熱交換器４１内の浴水は追い焚き運転が停止しているとき、つまり、浴水が熱交換器４１内に滞留しているときは、貯湯タンク１内の給湯水と同程度の水温に加熱されており、追い焚き運転開始直後に、滞留していた高温の浴水が浴槽３内に流出されるときがある。

そこで、本発明では、第２浴水温サーミスタ４６ａにより検出された浴水温Ｔ２が所定温度を超えないように流量調節弁４２の開度を制御する追い焚き制御プログラム２００ａを配設したことにより、浴槽３内に流出する浴水が所定温度以下になるように混合されるため一時的に熱過ぎるなどの不快を招くことはない。

また、熱交換器４１を流通する流量が熱交換器４１を迂回する流量よりも少なくなるように流量調節弁４２の制御を開始させるようにしたことにより、熱交換器４１内に滞留していた高温の浴水が熱交換器４１を迂回する流量により水温が緩和されるため一時的に熱過ぎるなどの不快を招く浴水を流出することはない。

また、所定温度として、６０℃を超えないように制御することにより、例えば浴槽３内の浴水の水温が約４３℃のときであれば、この６０℃を超えなければ一時的に熱過ぎるなどの不快を招くことはない。

また、冷媒が二酸化炭素であるヒートポンプユニット２を用いることにより、超臨界ヒートポンプサイクルを形成できる。これによれば、フロン系の冷媒を用いる一般的なヒートポンプサイクルよりも高温（例えば、８０〜９０℃程度）の給湯水を沸き上げることができるため、本発明を適用させることで上述した効果が大である。

（第２実施形態）
以上の第１実施形態では、貯湯タンク１内の熱交換器４１に浴槽３内の浴水を循環させて浴水を追い焚きする追い焚き運転時に、高温の浴水が浴槽３内に流出させないように、水温検出手段である第２浴水温サーミスタ４６ａにより検出された水温が所定温度を超えないように流量調節弁４２を制御する追い焚き制御手段である追い焚き制御プログラムを配設して説明したが、これに限らず、追い焚き運転によって、浴水で汚れた熱交換器４１内の湯垢などを洗浄する洗浄運転においても本発明を適用できる。

図４は、本発明を適用した第２実施形態による貯湯式給湯器の浴水追い焚き装置の全体構成を示す模式図であり、この洗浄運転においては、貯湯タンク１内の高温の給湯水と給水配管１５からの水との混合された混合湯が配管１７ｂ、浴水循環水経路４９を介して熱交換器４１を経由して浴槽３内に出湯するようにしている。

つまり、図中の太線で示す導出管１４、配管１７ｂ、浴水循環水経路４９の順に、貯湯タンク１内の給湯水を熱交換器４１に導くようにこれらの経路に配設された混合弁１６、湯張り弁４４、流量カウンタ４５、および流量調整弁４２を作動させて、熱交換器４１内を定期的（所定時間毎に自動運転する）に洗浄を行なうように設定している。なお、このときには、開閉弁４７は閉弁状態である。

従って、この洗浄運転においても、追い焚き運転が停止のときに、浴水が熱交換器４１内に滞留しているときは、貯湯タンク１内の給湯水と同程度の水温に加熱されており、洗浄運転開始直後に、滞留していた高温の浴水が浴槽３内に流出されるときがある。

そこで、本実施形態では、制御装置２００に、第２浴水温サーミスタ４６ａにより検出された浴水温Ｔ２が所定温度を超えないように流量調節弁４２の開度を制御する洗浄制御手段である洗浄制御プログラム２００ｂを配設したものである。

そして、このときの洗浄制御プログラム２００ｂの制御処理は、図５に示すように、流量調節弁４２の開度の制御が第１実施形態で説明した追い焚き制御手段である追い焚き制御プログラム２００ａと同様にしている。なお、図中の符号は追い焚き制御プログラム２００ａと同じ制御処理については同一の符号を付して説明は省略する。

次に、追い焚き制御プログラム２００ａと異なる制御処理について説明する。まず、自動洗浄運転をさせる図示しない洗浄運転スイッチがＯＮされていると、洗浄運転の操作信号が制御装置２００に入力されている。これにより、ステップ２００ｂにて自動洗浄運転が開始する。

そして、ステップ２１０ａにて、第１所定時間ｔ１（例えば、１０時間）を計測するタイマｔ１をスタートさせる。ステップ２２０ａにて、タイマｔ１が第１所定時間ｔ１だけタイムアップしたか否かを判定し、タイムアップしたと判定すれば、ステップ２３０にて、流量調節弁４２の開度０度（図２（ａ）参照）に制御される。

これにより、熱交換器４１を迂回させる側に全流量が流通する。ステップ２２０で否と判定されれば、タイムアップするまで計測が継続される。なお、この第１所定時間ｔ１は、追い焚き制御プログラム２００ａにおける追い焚き運転時間を計測するものであって、追い焚き運転により熱交換器４１の汚れ時間を計測するものである。

そして、この第１所定時間ｔ１が経過すると、ステップ２４０ａにおいて、混合弁１６および湯張り弁４４を開弁する。これにより、貯湯タンク１内の給湯水が給水配管１５からの水と混合された混合湯が配管１７ｂ、浴水循環水経路４９を介して浴槽３内に出湯する。この洗浄運転開始直後は、熱交換器４１を迂回させる側に流通する。

次に、ステップ２５０ａにて、第２所定時間ｔ２（例えば、１０分）を計測するタイマｔ２をスタートさせる。そして、ステップ２６０ａにて、タイマｔ２が第２所定時間ｔ２だけタイムアップしたか否かを判定し、タイムアップしたと判定すれば、ステップ３２０ａに移行する。この第２所定時間ｔ２は、洗浄時間を計測するもので、この洗浄時間の間に、ステップ２８０ないしステップ３１０の流量調節弁４２の制御処理により熱交換器４１に混合湯を流通させて熱交換器４１を洗浄するものである。

そして、ステップ２６０ａにて、洗浄時間がタイムアップすれば、ステップ３２０ａにて、混合弁１６および湯張り弁４４を停止させるとともに、流量調節弁４２の開度を０度に戻す。これによれば、追い焚き制御プログラム２００ａと同様に、浴槽３内に流出する浴水が所定温度以下になるように混合されるため一時的に熱過ぎるなどの不快を招くことはない。

（他の実施形態）
以上の実施形態において、各所定時間ｔ１、ｔ２の実数値は例示であって、これに限ることはなく適宜設定し得るものである。

また、以上の実施形態では、本発明を圧縮機、凝縮器、減圧器、蒸発器などのヒートポンプサイクルを構成する冷媒機能部品からなる超臨界ヒートポンプからなるヒートポンプユニット２に適用したが、これに限らず、一般のヒートポンプサイクルを構成する加熱手段に適用しても良い。さらに、貯湯タンク１内に電気ヒータが配設され、深夜電力を用いて給湯水を蓄える電気温水器に適用しても良い。

本発明の第１実施形態における貯湯式給湯器の浴水追い焚き装置の全体構成を示す模式図である。 （ａ）〜（ｆ）は本発明の第１実施形態における流量調整弁４２の開度と流量比との開度形態を示す模式図である。 本発明の第１実施形態における制御装置２００の追い焚き制御プログラム２００ａの制御処理を示すフローチャートである。 本発明の第２実施形態における貯湯式給湯器の浴水追い焚き装置の全体構成を示す模式図である。 本発明の第２実施形態における制御装置２００の洗浄制御プログラム２００ｂの制御処理を示すフローチャートである。 従来技術における貯湯式給湯器の浴水追い焚き装置の概略構成を示す模式図である。

符号の説明

１…貯湯タンク
２…ヒートポンプユニット
１７ｂ…配管（お湯張り手段）
４０…浴水追い焚き手段
４１…熱交換器
４２…流量調節弁（流量調節手段）
４４…湯張り弁（お湯張り手段）
４５…流量カウンタ（お湯張り手段）
４６ａ…第２浴水温サーミスタ（水温検出手段）
２００ａ…追い焚き制御プログラム（追い焚き制御手段）
２００ｂ…洗浄制御プログラム（洗浄制御手段）

Claims (6)

1. 給湯水を蓄える貯湯タンク（１）内に熱交換器（４１）を配設させ、前記熱交換器（４１）に浴槽内の浴水を循環させて追い焚きする浴水追い焚き手段（４０）を備える貯湯式給湯器の浴水追い焚き装置において、
   前記浴水追い焚き手段（４０）は、浴槽内の浴水を前記熱交換器（４１）側に流通させる流量と前記熱交換器（４１）を迂回させる側に流通させる流量との流量比を調節する流量調節手段（４２）と、
   前記熱交換器（４１）を流通させた浴水に前記熱交換器（４１）を迂回させた浴水を混合するように前記流量調節手段（４２）を制御する追い焚き制御手段（２００）と、
   前記流量調節手段（４２）により混合された浴水の水温を検出する水温検出手段（４６ａ）とを備え、
   前記追い焚き制御手段（２００）は、追い焚き運転のときに、前記水温検出手段（４６ａ）により検出された水温が所定温度を超えないように前記流量調節手段（４２）を制御することを特徴とする貯湯式給湯器の浴水追い焚き装置。
2. 前記追い焚き制御手段（２００）は、追い焚き運転開始時に、前記熱交換器（４１）を流通する流量が前記熱交換器（４１）を迂回する流量よりも少なくなるように前記流量調節手段（４２）の制御を開始させ、その後は前記所定温度に基づいて、前記熱交換器（４１）を流通する流量が前記熱交換器（４１）を迂回する流量よりも順次増加するように前記流量調節手段（４２）を制御することを特徴とする請求項１に記載の貯湯式給湯器の浴水追い焚き装置。
3. 給湯水を蓄える貯湯タンク（１）内に熱交換器（４１）を配設させ、前記熱交換器（４１）に浴槽内の浴水を循環させて追い焚きする浴水追い焚き手段（４０）を備える貯湯式給湯器の浴水追い焚き装置において、
   前記浴水追い焚き手段（４０）は、前記貯湯タンク（１）内に蓄えられた給湯水を所定の温度に温度調節して浴槽内にお湯張りするお湯張り手段（１７ｂ、４４、４５）と、
   前記お湯張り手段（１７ｂ、４４、４５）により温度調節された給湯水を前記熱交換器（４１）側に流通させる流量と前記熱交換器（４１）を迂回させる側に流通させる流量との流量比を調節する流量調節手段（４２）と、
   前記熱交換器（４１）を流通させた給湯水に前記熱交換器（４１）を迂回させた温度調節された給湯水を混合するように前記流量調節手段（４２）を制御する洗浄制御手段（２００ａ）と、
   前記流量調節手段（４２）により混合された給湯水の水温を検出する水温検出手段（４６ａ）とを備え、
   前記洗浄制御手段（２００ａ）は、前記熱交換器（４１）を洗浄する洗浄運転のときに、前記水温検出手段（４６ａ）により検出された水温が所定温度を超えないように前記流量調節手段（４２）を制御することを特徴とする貯湯式給湯器の浴水追い焚き装置。
4. 前記洗浄制御手段（２００ａ）は、洗浄運転開始時に、前記熱交換器（４１）を流通する流量が前記熱交換器（４１）を迂回する流量よりも少なくなるように前記流量調節手段（４２）の制御を開始させ、その後は前記所定温度に基づいて、前記熱交換器（４１）を流通する流量が前記熱交換器（４１）を迂回する流量よりも順次増加するように前記流量調節手段（４２）を制御することを特徴とする請求項３に記載の貯湯式給湯器の浴水追い焚き装置。
5. 前記所定温度は、最大６０℃であることを特徴とする請求項２または請求項４に記載の貯湯式給湯器の浴水追い焚き装置。
6. 前記貯湯タンク（１）内の給湯水を沸き上げ運転するヒートポンプサイクルからなるヒートポンプユニット（２）が設けられ、前記ヒートポンプユニット（２）は、冷媒が二酸化炭素であることを特徴とする請求項１ないし請求項６のいずれか一項に記載の貯湯式給湯装置。

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