JP2007057206A - ヒートポンプ式給湯装置およびヒートポンプ式給湯装置用制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 浴槽内へ熱量を供給するときに貯湯タンク内の熱量不足が発生することを防止することが可能なヒートポンプ式給湯装置およびこのヒートポンプ式給湯装置に用いる制御装置を提供すること。
【解決手段】 操作盤１００から浴槽内への湯張りの指示があったときに、制御装置１００はサーミスタ３３からの温度情報に基づいて貯湯タンク１内の蓄熱量が所定時間内に所定量以上減少したか判断する。蓄熱量が所定時間内に所定量以上減少した場合には、比較的大量の熱量を必要とする出湯であると判断してヒートポンプ装置２の運転を行なう。したがって、貯湯タンク１の小型化を図った場合であっても、貯湯タンク１内の湯切れの発生を確実に回避することができる。
【選択図】 図１

Description

本発明は、ヒートポンプ装置により水を加熱し湯とするヒートポンプ式給湯装置およびヒートポンプ式給湯装置に用いる制御装置に関する。

従来技術として、下記特許文献１に開示された貯湯タンクを備えるヒートポンプ式給湯装置がある。このヒートポンプ式給湯装置では、使用側端末への出湯を検知するために出湯管もしくは給水管に流量計等の出湯検知手段を設けている。そして、ヒートポンプ装置運転制御手段は、この出湯検知手段からの出湯検知信号に基づいてヒートポンプ装置の沸き上げ運転を開始するようになっており、貯湯タンク内の湯の使用量を低減することで、貯湯タンクの小型化を図っている。
特許第３５４２３１１号

しかしながら、上記従来技術の給湯装置では、使用側端末からの出湯を伴なわずに貯湯タンク内の熱量を消費する場合、例えば、浴槽内に残湯があり、貯湯タンク内の湯との熱交換により浴槽内の湯を追い焚きする場合には、流量計等の出湯検知手段では貯湯タンク内の熱量消費を検知することができない。

したがって、大量の熱量を必要とする浴槽内への熱量供給時に、貯湯タンク内の蓄熱量が減少したとしても、ヒートポンプ装置の運転が開始されず、湯切れ（貯湯タンク内の熱量不足）を発生する恐れがあるという問題がある。

本発明は、上記点に鑑みてなされたものであり、浴槽内へ熱量を供給するときに貯湯タンク内の熱量不足が発生することを防止することが可能なヒートポンプ式給湯装置およびこのヒートポンプ式給湯装置に用いる制御装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、請求項１に記載の発明では、
内部に給湯用の湯を貯える貯湯タンク（１）と、
貯湯タンク（１）内の蓄熱量を検出する蓄熱量検出手段（３３）と、
水を沸き上げて前記湯とするヒートポンプ装置（２）と、
ヒートポンプ装置（２）による沸き上げ運転を制御する制御手段（１００）と、
浴槽内への熱量供給を指示する熱量供給指示手段（１１０）とを備え、
制御手段（１００）は、熱量供給指示手段（１１０）から浴槽内への熱量供給の指示があったときに、蓄熱量検出手段（３３）が検出する蓄熱量が所定量以上減少した場合には、ヒートポンプ装置（２）による沸き上げ運転を行なうことを特徴としている。

これによると、浴槽内への熱量供給指示があったときに、貯湯タンク（１）内の蓄熱量が所定量以上減少した場合には、比較的大量の熱量を必要とすると判断してヒートポンプ装置（２）の運転を行なうことができる。したがって、貯湯タンク（１）の小型化を図った場合であっても、貯湯タンク（１）内の熱量不足が発生することを確実に回避することができる。

また、請求項２に記載の発明では、
内部に給湯用の湯を貯える貯湯タンク（１）と、
貯湯タンク（１）内の蓄熱量を検出する蓄熱量検出手段（３３）と、
水を沸き上げて前記湯とするヒートポンプ装置（２）と、
ヒートポンプ装置（２）による沸き上げ運転を制御する制御手段（１００）と、
浴槽内への熱量供給を指示する熱量供給指示手段（１１０）とを備え、
制御手段（１００）は、熱量供給指示手段（１１０）から浴槽内への熱量供給の指示があったときに、蓄熱量検出手段（３３）が検出する蓄熱量の減少が所定時間以上継続した場合には、ヒートポンプ装置（２）による沸き上げ運転を行なうことを特徴としている。

これによると、浴槽内への熱量供給指示があったときに、貯湯タンク（１）内の蓄熱量の減少が所定時間以上継続した場合には、比較的大量の熱量を必要とすると判断してヒートポンプ装置（２）の運転を行なうことができる。したがって、貯湯タンク（１）の小型化を図った場合であっても、貯湯タンク（１）内の熱量不足が発生することを確実に回避することができる。

また、請求項３に記載の発明では、
内部に給湯用の湯を貯える貯湯タンク（１）と、
貯湯タンク（１）内の蓄熱量を検出する蓄熱量検出手段（３３）と、
水を沸き上げて前記湯とするヒートポンプ装置（２）と、
ヒートポンプ装置（２）による沸き上げ運転を制御する制御手段（１００）と、
浴槽内への熱量供給を指示する熱量供給指示手段（１１０）とを備え、
制御手段（１００）は、熱量供給指示手段（１１０）から浴槽内への熱量供給の指示があったときに、蓄熱量検出手段（３３）が検出する蓄熱量が所定時間内に所定量以上減少した場合には、ヒートポンプ装置（２）による沸き上げ運転を行なうことを特徴としている。

これによると、浴槽内への熱量供給指示があったときに、貯湯タンク（１）内の蓄熱量が所定時間内に所定量以上減少した場合には、比較的大量の熱量を必要とすると判断してヒートポンプ装置（２）の運転を行なうことができる。したがって、貯湯タンク（１）の小型化を図った場合であっても、貯湯タンク（１）内の熱量不足が発生することを確実に回避することができる。

また、請求項４に記載の発明のように、熱量供給指示手段（１１０）における浴槽内への熱量供給の指示が浴槽内への湯張りの指示であるときには、制御手段（１００）は、貯湯タンク（１）内の蓄熱量の減少に応じたヒートポンプ装置（２）による沸き上げ運転を行ないつつ、ヒートポンプ装置（２）が沸き上げた湯を浴槽内へ直接出湯することができる。

また、請求項５に記載の発明では、制御手段（１００）は、浴槽内への湯張り設定温度に基づく所定温度の湯をヒートポンプ装置（２）により沸き上げ、浴槽内へ直接出湯することを特徴としている。

これによると、ヒートポンプ装置（２）の沸き上げ温度を必要以上に高める必要がなく、比較的低温の湯を沸き上げることができる。したがって、ヒートポンプ装置（２）の運転効率を向上することができる。

また、請求項６に記載の発明では、制御手段（１００）は、浴槽内への直接出湯を完了したときに、貯湯タンク（１）内の蓄熱量が所定量より少ない場合には、ヒートポンプ装置（２）の運転を継続して沸き上げた湯を貯湯タンク（１）内に貯えることを特徴としている。

これによると、浴槽内への湯張りが完了した後の出湯用の熱量を貯湯タンク（１）内に充分に確保することが可能である。また、ヒートポンプ装置（２）を継続運転して熱量確保を行なうので、ヒートポンプ装置（２）を再運転する場合より運転効率を向上することができる。

また、請求項７に記載の発明では、制御手段（１００）は、浴槽内への湯張り設定温度に基づく所定温度の湯をヒートポンプ装置（２）により沸き上げて浴槽内へ直接出湯し、浴槽内への直接出湯を完了したときに、貯湯タンク（１）内の蓄熱量が所定量より少ない場合には、ヒートポンプ装置（２）の運転を継続して前記所定温度より高温の湯を沸き上げ、沸き上げた高温の湯を貯湯タンク（１）内に貯えることを特徴としている。

これによると、浴槽内への出湯時にはヒートポンプ装置（２）の沸き上げ温度を必要以上に高める必要がなく、比較的低温の湯を沸き上げることができる。したがって、ヒートポンプ装置（２）の運転効率を向上することができる。

さらに、浴槽内への湯張りが完了した後は貯湯タンク（１）内に高温の湯を蓄えることができる。したがって、貯湯タンク（１）の小型化を図った場合であっても、貯湯タンク（１）内に多くの熱量を貯えることができる。また、ヒートポンプ装置（２）を継続運転して高温の湯を貯えるので、ヒートポンプ装置（２）を再運転する場合より運転効率を向上することができる。

また、請求項８に記載の発明では、制御手段（１００）は、ヒートポンプ装置（２）が沸き上げた湯を浴槽内へ直接出湯するときに、浴槽内への湯張り設定温度に係らずヒートポンプ装置（２）を運転する出湯モードと、浴槽内への湯張り設定温度に基づいてヒートポンプ装置（２）を運転する出湯モードとを組み合わせることを特徴としている。

これによると、浴槽内への湯張り設定温度に係らずヒートポンプ装置（２）を運転する出湯モードで速やかに浴槽内への湯張りを行なった後に、浴槽内への湯張り設定温度に基づいてヒートポンプ装置（２）を運転する出湯モードで設定温度および湯量となるように湯張りをすることが可能である。

また、請求項９に記載の発明では、熱量供給指示手段（１１０）における浴槽内への熱量供給の指示の有無に係らず、貯湯タンク（１）内の蓄熱量が所定量より少ない場合には、ヒートポンプ装置（２）の運転をして沸き上げた湯を貯湯タンク（１）内に貯えることを特徴としている。

これによると、浴槽内への熱量供給に関係なく、貯湯タンク（１）内の熱量不足が発生することを防止することができる。

請求項１０に記載の発明によれば、請求項１に記載の発明と同様に、浴槽内への熱量供給指示があったときに、貯湯タンク（１）内の蓄熱量が所定量以上減少した場合には、比較的大量の熱量を必要とすると判断してヒートポンプ装置（２）の運転を行なうことができる。したがって、貯湯タンク（１）の小型化を図った場合であっても、貯湯タンク（１）内の熱量不足が発生することを確実に回避することができる。

請求項１１に記載の発明によれば、請求項２に記載の発明と同様に、浴槽内への熱量供給指示があったときに、貯湯タンク（１）内の蓄熱量の減少が所定時間以上継続した場合には、比較的大量の熱量を必要とすると判断してヒートポンプ装置（２）の運転を行なうことができる。したがって、貯湯タンク（１）の小型化を図った場合であっても、貯湯タンク（１）内の熱量不足が発生することを確実に回避することができる。

請求項１２に記載の発明によれば、請求項３に記載の発明と同様に、浴槽内への熱量供給指示があったときに、貯湯タンク（１）内の蓄熱量が所定時間内に所定量以上減少した場合には、比較的大量の熱量を必要とすると判断してヒートポンプ装置（２）の運転を行なうことができる。したがって、貯湯タンク（１）の小型化を図った場合であっても、貯湯タンク（１）内の熱量不足が発生することを確実に回避することができる。

請求項１３に記載の発明によれば、請求項４に記載の発明と同様に、熱量供給指示手段（１１０）における浴槽内への熱量供給の指示が浴槽内への湯張りの指示であるときには、貯湯タンク（１）内の蓄熱量の減少に応じたヒートポンプ装置（２）による沸き上げ運転を行ないつつ、ヒートポンプ装置（２）が沸き上げた湯を浴槽内へ直接出湯することができる。

なお、上記各手段に付した括弧内の符号は、後述する実施形態記載の具体的手段との対応関係を示す一例である。

以下、本発明の実施の形態を図に基づいて説明する。

図１は、本発明を適用した一実施形態におけるヒートポンプ式給湯装置の概略構成を示す模式図である。

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、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。本実施形態の貯湯タンク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。

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１３が設けられ、貯湯タンク１の上部には、貯湯タンク１内に高温の湯を吐出するための吐出口１４が設けられている。

吸入口１３と吐出口１４とは循環回路１６で接続されており、循環回路１６の一部はヒートポンプ装置２内に配置されている。循環回路１６にはヒートポンプ装置２の内部もしくは外部に図示しない循環ポンプが設けられている。

循環回路１６のヒートポンプ装置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１３から吸入した貯湯タンク１内の下部の水を高温冷媒との熱交換により加熱して沸き上げて湯とし、吐出口１４から貯湯タンク１内に戻すことができるようになっている。

循環回路１６のうち、ヒートポンプ装置２より下流側部位は、ヒートポンプ装置２により沸き上げられた湯を貯湯タンク１内の上部に供給するための供給配管１８となっている。

一方、貯湯タンク１の上部には上部導出口２０が設けられ、この上部導出口２０には、貯湯タンク１内の上部の湯を導出するための第１給湯配管２３が接続している。

また、循環回路１６には、ヒートポンプ装置２の下流側において供給配管１８から分岐するように第２給湯配管２４が接続している。そして、循環回路１６の第２給湯配管２４分岐接続点には、ヒートポンプ装置２で沸き上げた湯の流通経路を供給配管１８方向もしくは第２給湯配管２４方向に切り替える切替バルブ１７が設けられている。

さらに、貯湯タンク１の中間部には中間部導出口２１が設けられおり、この中間部導出口２１には、貯湯タンク１内の中間部の湯を導出するための第３給湯配管２７が接続している。

第２給湯配管２４には第３給湯配管２７が接続点（合流点）２６に合流接続しており、この接続点２６より下流側において、第３給湯配管２７が合流接続した第２給湯配管２４は、第１給湯配管２３に合流している。

第２給湯配管２４と第３給湯配管２７との接続点（合流点）２６には、バルブ等の混合手段は設けられておらず、両給湯配管２４、２７は常時連通状態となっている。

一方、第１給湯配管２３と第２給湯配管２４との合流点には、上部導出口２０から導出される湯の量（出湯量）と第２給湯配管２４側から供給される湯の量（出湯量）との比率を制御するための混合バルブ２５が設けられている。

混合バルブ２５は、第２給湯配管２４を介して使用側端末へ給湯される流量を調節する本実施形態における流量調節手段であると言うことができる。

第１〜第３給湯配管２３、２４、２７が合流した給湯配管２２には、第１給湯配管２３と第２給湯配管２４との合流点より下流側部に、導入管１２から分岐した給水配管２８の下流端が接続している。そして、この接続点には、給湯配管２２を流れる湯の量と給水配管２８を介して供給される水の量の比率を制御し、下流側にある風呂、シャワー、カラン等の使用側端末に送る湯の温度を設定温度とするための混合バルブ２９が設けられている。

貯湯タンク１の外壁面には、複数のサーミスタ（水位サーミスタ）３３が縦方向に間隔をあけて配置され、貯湯タンク１内の各水位レベルにおける温度情報を後述する制御装置１００に出力するようになっている。したがって、複数のサーミスタ３３は、貯湯タンク１内の蓄熱量を検出する本実施形態における蓄熱量検出手段である。

また、各配管経路には、図示しないサーミスタが適宜配設され、各配管を流れる湯もしくは水の温度情報を後述する制御装置１００に出力するようになっている。

循環回路１６のヒートポンプ装置２より下流側かつ切替バルブ１７より上流側には、ヒートポンプ装置２の熱交換器を通過した水の温度を検出する水温検出手段であるサーミスタ（水温サーミスタ）１９が設けられている。なお、このサーミスタ１９は、循環回路１６のヒートポンプ装置２内に配置された部分に設けられるものであってもよい。

また、給湯配管２２には図示しない流量カウンタが設けられており、給湯配管２２を流れる湯の流量情報を後述する制御装置１００に出力するようになっている。

図１中の１００は制御手段である制御装置であり、貯湯タンク１ユニットを制御する貯湯タンク制御装置（貯湯タンクＥＣＵ）１０１とヒートポンプ装置２を制御するヒートポンプ制御装置１０２とにより構成されている。なお、貯湯タンク制御装置１０１にはタイマ１０３が内蔵されている。

ヒートポンプ制御装置１０２は、サーミスタ１９からの温度情報に基づいてヒートポンプ装置２が沸き上げる湯温を検知し、ヒートポンプ装置２が沸き上げる湯温が目標とする値となるように、ヒートポンプ装置２内の図示しない可変式減圧機構の開度や循環ポンプの回転数を制御するようになっている。

図１中の１１０は操作手段をなす操作盤であり、操作盤１００には風呂自動スイッチ１１１等の操作スイッチや表示部が設けられている。風呂自動スイッチ１１０は、図示しない浴槽内の湯の温度や量を予め設定された値とし、これを維持することを指示するスイッチである。

例えば、浴槽内が空の状態でこのスイッチが操作されると、浴槽内に設定温度の湯が設定量溜まるまで湯張りされた後、この状態を維持するように保温が行なわれる。また、浴槽内に残湯がある状態でこのスイッチが操作されると、浴槽内に設定温度の湯が設定量溜まるように、湯の追加や貯湯タンク１内の湯との熱交換等による加熱が必要に応じて行なわれる。

したがって、風呂自動スイッチ１１１を備える操作盤１１０は、浴槽内への熱量供給の指示を行なう、本実施形態における熱量供給指示手段であると言える。

制御装置１００は、サーミスタ１９、３３および図示しない他のサーミスタからの温度情報、図示しない流量カウンタからの流量情報、および操作盤１１０に設けられた操作スイッチからの信号等に基づいて、後述する手順にしたがってヒートポンプ装置２、各バルブ１７、２５、２９等を制御するように構成されている。

次に、上記構成に基づきヒートポンプ式給湯装置の作動について説明する。

図２は、制御装置１００の風呂湯張り時ヒートポンプ装置運転の概略制御動作を示すフローチャートである。

給湯装置に電力供給されているときには、制御装置１００は、図２に示すように、まず、浴槽内に湯張りを行なう指示信号を受信するまで信号受信を監視する（ステップＳ２０１）。

操作盤１１０の風呂自動スイッチ１１１が操作され、ステップＳ２０１において、浴槽内に湯張りを行なう指示信号を受信したと判断した場合には、タイマ１０３において時間カウントを開始する（ステップＳ２０２）とともに、サーミスタ３３からの温度情報に基づいてタイマカウント開始時における貯湯タンク１内の蓄熱量Ｑを算出する（ステップＳ２０３）。

そして、タイマ１０３カウント開始から所定時間経過したら（ステップＳ２０４）、サーミスタ３３からの温度情報に基づいて所定時間経過後の貯湯タンク１内の蓄熱量Ｑ１を算出する（ステップＳ２０５）。

そして、次に、上記所定時間の間に減少した貯湯タンク１内の蓄熱量Ｑ−Ｑ１が所定熱量より大きいか否か判断する（ステップＳ２０６）。

減少した蓄熱量Ｑ−Ｑ１が所定熱量より大きい場合には、風呂の湯張りが実施され多量の熱量が必要であると検知して（ステップＳ２０７）、ヒートポンプ装置２の運転を開始し、湯張り完了まで運転を継続する（ステップＳ２０８）。

ステップＳ２０６において、減少した蓄熱量Ｑ−Ｑ１が所定熱量以下であると判断した場合には、制御装置１００はヒートポンプ装置２の停止状態を継続する（ステップＳ２０９）。そして、ステップＳ２０８もしくはＳ２０９のいずれかを実行したら、ステップＳ２０１へリターンする。

ここで、上述の構成および制御フローに基づく本実施形態のヒートポンプ式給湯装置の作動例について図３〜図６を用いて説明する。なお、図３〜図６では、湯もしくは水が流通する経路は実線で、流通しない経路は破線で示している。

まず、操作盤１１０の風呂自動スイッチ１１１が操作され、制御装置１００が浴槽内に湯張りを行なう指示信号を受信した場合には、図３に示すように、貯湯タンク１内の中間部に貯留された中温の湯もしくは貯湯タンク１内の上部に貯留された高温の湯を取り出して、設定温度と一致するように混合バルブ２９により水を混合して浴槽内へ出湯する。

貯湯タンク１内からの出湯は、上部からの高温の湯より中間部からの中温の湯を優先することが好ましい。したがって、まず、貯湯タンク１内の中間部に貯留された中温の湯を取り出して、設定温度と一致するように混合バルブ２９により水を混合して出湯する。

ここで、貯湯タンク１内に取り出せる中温の湯がなかったり、なくなったりした場合には、混合バルブ２５を切り替えて、貯湯タンク１内の上部に貯留された高温の湯を取り出して、設定温度と一致するように混合バルブ２９により水を混合して出湯する。

風呂自動スイッチ１１１が操作されたとき、制御装置１００は図２に示すステップＳ２０３を実行し、貯湯タンク１内の蓄熱量Ｑを算出する。

貯湯タンク１からの出湯開始後所定時間を経過したら、制御装置１００は図２示すステップＳ２０５を実行し、再度貯湯タンク１内の蓄熱量Ｑ１を算出する。

このとき、貯湯タンク１内の蓄熱量が所定量以上減少していた場合には、風呂湯張りを実施していると判断し、制御装置１００はヒートポンプ装置２を運転開始する。これにより、図５に示すように、ヒートポンプ装置２が沸き上げた湯を、第２給湯配管２４を介して浴槽内に直接出湯する。このとき、設定温度と一致するように混合バルブ２９により水と混合し端末から出湯する。

ヒートポンプ装置２は、運転を開始してから能力が安定するまでに一定の時間がかかる。この運転開始初期段階では、図４に示すように、混合バルブ２５の開度を調節して、ヒートポンプ装置２が沸き上げた湯と貯湯タンク１内の湯を混合させた後に出湯する。

また、図５に示すように、ヒートポンプ装置２の出力が安定しヒートポンプ装置２が沸き上げた湯を直接出湯しているときであっても、ヒートポンプ装置２が沸き上げた湯だけでは、端末からの出湯量に不足する場合には、図４に示すように、貯湯タンク１内の湯を適宜混合することも可能である。

なお、これらの場合でも、貯湯タンク１内からの湯の取り出しは、上部からの高温の湯より中間部からの中温の湯を優先することが好ましい。

また、操作盤１１０における浴槽内への湯張り指示の有無に係らず、サーミスタ３３が検出する貯湯タンク１内の蓄熱量が所定量より少ない場合には、図６に示すように、制御装置１００はヒートポンプ装置２を運転して沸き上げた湯を貯湯タンク１内に貯える。これによると、浴槽内への熱量供給に関係なく、貯湯タンク１内の熱量不足が発生することを防止することができる。

上述の構成および作動によれば、浴槽内への湯張りの指示があったときに、貯湯タンク１内の蓄熱量が所定時間内に所定量以上減少した場合には、比較的大量の熱量を必要とする出湯であると判断してヒートポンプ装置２の運転を行なうことができる。したがって、貯湯タンク１の小型化を図った場合であっても、貯湯タンク１内の湯切れの発生を確実に回避することができる。

また、浴槽内への大量出湯の検知は、貯湯タンク１内の蓄熱量変化の検出により行なっており、貯湯タンク１内の貯湯熱量を検出するサーミスタ（水位サーミスタ）３３を出湯検出手段として用いることができる。したがって、新たなセンサ等（専用のセンサ等）を設けることなく、浴槽内への湯張り出湯の検出を行なうことができる。

なお、本実施形態では、熱量供給指示手段である操作盤１１０から浴槽内への湯張りの指示があったときに、サーミスタ３３が検出する蓄熱量が所定時間内に所定量以上減少した場合には、ヒートポンプ装置２による沸き上げ運転を行ない、浴槽内へ直接出湯していたが、本発明は浴槽内への直接出湯による湯張り以外にも適用することができる。

例えば、浴槽内への熱量供給の一部もしくは全部が貯湯タンク１内の湯との熱交換によって行なわれる場合であってもよい。

制御装置１００は、熱量供給指示手段である操作盤１１０から浴槽内への熱量供給の指示があったときに、水位サーミスタ３３が検出する貯湯タンク１内の蓄熱量が所定時間内に所定量以上減少した場合には、ヒートポンプ装置２による沸き上げ運転を行ない、大量に消費される貯湯タンク１内の熱量を補うように熱量を貯えるものであってもよい。

これによると、浴槽内への熱量供給指示があったときに、貯湯タンク１内の蓄熱量が所定時間内に所定量以上減少した場合には、比較的大量の熱量を必要とすると判断してヒートポンプ装置２の運転を行なうことができ、貯湯タンク１の小型化を図った場合であっても、貯湯タンク１内の熱量不足が発生することを確実に回避することができる。

（他の実施形態）
上記一実施形態では、図２に示すステップＳ２０６において、所定時間に減少した貯湯タンク１内の蓄熱量Ｑ−Ｑ１が所定量より大きいと判断した場合に、ステップＳ２０７において風呂の湯張りが実施され多量の熱量が必要であると検知し、ヒートポンプ装置２の運転を行なったが、貯湯タンク１内の蓄熱量が所定量以上減少した場合、もしくは貯湯タンク１内の蓄熱量の減少が所定時間以上継続した場合には、比較的大量の熱量を必要とすると判断してヒートポンプ装置２の運転を行なうものであってもよい。

また、上記一実施形態では、ヒートポンプ装置２を運転して浴槽内に直接出湯するときの沸き上げ温度について説明しなかったが、制御装置１００は、風呂の湯張りが実施され多量の熱量が必要であると検知した場合には、浴槽内への湯張り設定温度に基づく所定温度の湯をヒートポンプ装置２により沸き上げ、浴槽内へ直接出湯するものであってもよい。

上記の所定温度は、比較的低温の一定温度（例えば４５℃）、湯張り設定温度、もしくは湯張り設定温度＋α℃（例えば湯張り設定温度＋１〜３℃）等とすることができる。

このようにすれば、ヒートポンプ装置２の沸き上げ温度を比較的低温とすることができる。したがって、ヒートポンプ装置２の運転効率を向上することができる。

また、制御装置１００は、浴槽内への直接出湯を完了したときに、貯湯タンク１内の蓄熱量が所定量より少ない場合には、ヒートポンプ装置２の運転を継続して、図６に示す経路で、沸き上げた湯を貯湯タンク１内に貯えるものであってもよい。

これによると、浴槽内への湯張りが完了した後に、出湯用の熱量を貯湯タンク１内に充分に確保することが可能である。したがって、浴槽内への湯張りが完了した後に、シャワー等の出湯要求があっても、これに対応できる充分な熱量を確保することができる。このようにして、風呂湯張り後の湯切れの発生を防止することができる。

このとき、ヒートポンプ装置２を継続運転して熱量確保を行なうので、ヒートポンプ装置２を再運転する場合より運転効率を向上することができる。

また、制御装置１００は、浴槽内への湯張り設定温度に基づく所定温度の湯（前述の比較的低温の湯、例えば４５℃の湯）をヒートポンプ装置２により沸き上げて浴槽内へ直接出湯し、浴槽内への直接出湯を完了したときに、貯湯タンク１内の蓄熱量が所定量より少ない場合には、ヒートポンプ装置２の運転を継続して前記所定温度より高温の湯（例えば９０℃の湯）を沸き上げ、沸き上げた高温の湯を貯湯タンク１内に貯えるものであってもよい。

これによると、浴槽内への出湯時にはヒートポンプ装置２の沸き上げ温度を必要以上に高めることなく、比較的低温の湯を沸き上げることができる。したがって、ヒートポンプ装置２の運転効率を向上することができる。さらに、浴槽内への湯張りが完了した後は貯湯タンク１内に高温の湯を蓄えることができ、貯湯タンク１の小型化を図った場合であっても、貯湯タンク１内に多くの熱量を貯えることができる。

また、ヒートポンプ装置２を継続運転しつつ沸き上げ温度を変更し高温の湯を貯えるので、ヒートポンプ装置２を再運転する場合より運転効率を向上することができる。

また、上記一実施形態では、浴槽に湯張りするときのヒートポンプ装置２の沸き上げ温度について説明しなかったが、制御装置１００は、ヒートポンプ装置２が沸き上げた湯を浴槽内へ直接出湯して湯張りするときに、湯張り設定温度に係らずヒートポンプ装置２を運転する出湯モードと、浴槽内への湯張り設定温度に基づいてヒートポンプ装置２を運転する出湯モードとを組み合わせることができる。

例えば、浴槽内の基準水位まで、混合バルブ２５の開度調節を行なわずにヒートポンプ装置２が沸き上げた湯を浴槽内へ直接出湯する。そして、基準水位に到達した時点での浴槽内の熱量と湯張り完了時の目標熱量（設定湯量、設定温度となる熱量）とを比較して、湯張り完了時に設定湯量、設定温度となるようにヒートポンプ装置２の沸き上げ温度を制御するものであってもよい。

これによると、浴槽内への湯張り設定温度に係らずヒートポンプ装置２を運転する出湯モードで比較的速やかに浴槽内への湯張りを行なった後に、浴槽内への湯張り設定温度に基づいてヒートポンプ装置２を運転する出湯モードで設定温度および湯量となるように精度よく湯張りをすることが可能である。

なお、制御の切り替えは基準水位という一定の水位に限定されず、他の条件に基づいて定まる所定水位であってもよいし、何にも基づかない（成り行きの）水位であってもよい。

また、上述の湯張り制御は、上記２段階の制御に限定するものではなく、３段階以上の複数段階制御であってもよい。例えば、基準水位以降の目標熱量到達への湯張りを、低い精度の比較的速やかな湯張りと、高精度な湯張りとの２段階としてもかまわない。

本発明を適用した一実施形態におけるヒートポンプ式給湯装置の概略構成を示す模式図である。 制御装置１００の概略制御動作を示すフローチャートである。 一実施形態のヒートポンプ式給湯装置の作動例を説明するための模式図である。 一実施形態のヒートポンプ式給湯装置の作動例を説明するための模式図である。 一実施形態のヒートポンプ式給湯装置の作動例を説明するための模式図である。 一実施形態のヒートポンプ式給湯装置の作動例を説明するための模式図である。

符号の説明

１ 貯湯タンク
２ ヒートポンプ装置
３３ サーミスタ（水位サーミスタ、蓄熱量検出手段）
１００ 制御装置（制御手段）
１１０ 操作盤（熱量供給指示手段）
１１１ 風呂自動スイッチ（実質的な熱量供給指示手段）

Claims (13)

1. 内部に給湯用の湯を貯える貯湯タンク（１）と、
   前記貯湯タンク（１）内の蓄熱量を検出する蓄熱量検出手段（３３）と、
   水を沸き上げて前記湯とするヒートポンプ装置（２）と、
   前記ヒートポンプ装置（２）による沸き上げ運転を制御する制御手段（１００）と、
   浴槽内への熱量供給を指示する熱量供給指示手段（１１０）とを備え、
   前記制御手段（１００）は、前記熱量供給指示手段（１１０）から浴槽内への熱量供給の指示があったときに、前記蓄熱量検出手段（３３）が検出する前記蓄熱量が所定量以上減少した場合には、前記ヒートポンプ装置（２）による沸き上げ運転を行なうことを特徴とするヒートポンプ式給湯装置。
2. 内部に給湯用の湯を貯える貯湯タンク（１）と、
   前記貯湯タンク（１）内の蓄熱量を検出する蓄熱量検出手段（３３）と、
   水を沸き上げて前記湯とするヒートポンプ装置（２）と、
   前記ヒートポンプ装置（２）による沸き上げ運転を制御する制御手段（１００）と、
   浴槽内への熱量供給を指示する熱量供給指示手段（１１０）とを備え、
   前記制御手段（１００）は、前記熱量供給指示手段（１１０）から浴槽内への熱量供給の指示があったときに、前記蓄熱量検出手段（３３）が検出する前記蓄熱量の減少が所定時間以上継続した場合には、前記ヒートポンプ装置（２）による沸き上げ運転を行なうことを特徴とするヒートポンプ式給湯装置。
3. 内部に給湯用の湯を貯える貯湯タンク（１）と、
   前記貯湯タンク（１）内の蓄熱量を検出する蓄熱量検出手段（３３）と、
   水を沸き上げて前記湯とするヒートポンプ装置（２）と、
   前記ヒートポンプ装置（２）による沸き上げ運転を制御する制御手段（１００）と、
   浴槽内への熱量供給を指示する熱量供給指示手段（１１０）とを備え、
   前記制御手段（１００）は、前記熱量供給指示手段（１１０）から浴槽内への熱量供給の指示があったときに、前記蓄熱量検出手段（３３）が検出する前記蓄熱量が所定時間内に所定量以上減少した場合には、前記ヒートポンプ装置（２）による沸き上げ運転を行なうことを特徴とするヒートポンプ式給湯装置。
4. 前記熱量供給指示手段（１１０）における浴槽内への熱量供給の指示が浴槽内への湯張りの指示であるときには、
   前記制御手段（１００）は、前記蓄熱量の減少に応じた前記ヒートポンプ装置（２）による沸き上げ運転を行ないつつ、前記ヒートポンプ装置（２）が沸き上げた湯を前記浴槽内へ直接出湯することを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれか１つに記載のヒートポンプ式給湯装置。
5. 前記制御手段（１００）は、前記浴槽内への湯張り設定温度に基づく所定温度の湯を前記ヒートポンプ装置（２）により沸き上げ、前記浴槽内へ直接出湯することを特徴とする請求項４に記載のヒートポンプ式給湯装置。
6. 前記制御手段（１００）は、前記浴槽内への直接出湯を完了したときに、前記蓄熱量が所定量より少ない場合には、前記ヒートポンプ装置（２）の運転を継続して沸き上げた湯を前記貯湯タンク（１）内に貯えることを特徴とする請求項４または請求項５に記載のヒートポンプ式給湯装置。
7. 前記制御手段（１００）は、前記浴槽内への湯張り設定温度に基づく所定温度の湯を前記ヒートポンプ装置（２）により沸き上げ前記浴槽内へ直接出湯し、前記浴槽内への直接出湯を完了したときに、前記蓄熱量が所定量より少ない場合には、前記ヒートポンプ装置（２）の運転を継続して前記所定温度より高温の湯を沸き上げ、沸き上げた高温の湯を前記貯湯タンク（１）内に貯えることを特徴とする請求項４に載のヒートポンプ式給湯装置。
8. 前記制御手段（１００）は、前記ヒートポンプ装置（２）が沸き上げた湯を前記浴槽内へ直接出湯するときに、前記浴槽内への湯張り設定温度に係らず前記ヒートポンプ装置（２）を運転する出湯モードと、前記浴槽内への湯張り設定温度に基づいて前記ヒートポンプ装置（２）を運転する出湯モードとを組み合わせることを特徴とする請求項４ないし請求項７のいずれか１つに記載のヒートポンプ式給湯装置。
9. 前記熱量供給指示手段（１１０）における浴槽内への熱量供給の指示の有無に係らず、前記蓄熱量が所定量より少ない場合には、前記ヒートポンプ装置（２）の運転をして沸き上げた湯を前記貯湯タンク（１）内に貯えることを特徴とする請求項４ないし請求項８のいずれか1つに記載のヒートポンプ式給湯装置。
10. 内部に給湯用の湯を貯える貯湯タンク（１）と、
    前記貯湯タンク（１）内の蓄熱量を検出する蓄熱量検出手段（３３）と、
    水を沸き上げて前記湯とするヒートポンプ装置（２）と、
    浴槽内への熱量供給を指示する熱量供給指示手段（１１０）とを備えるヒートポンプ式給湯装置において、前記ヒートポンプ装置（２）による沸き上げ運転を制御するヒートポンプ式給湯装置用制御装置であって、
    前記熱量供給指示手段（１１０）から浴槽内への熱量供給の指示があったときに、前記蓄熱量検出手段（３３）が検出する前記蓄熱量が所定量以上減少した場合には、前記ヒートポンプ装置（２）による沸き上げ運転を行なうことを特徴とするヒートポンプ式給湯装置用制御装置。
11. 内部に給湯用の湯を貯える貯湯タンク（１）と、
    前記貯湯タンク（１）内の蓄熱量を検出する蓄熱量検出手段（３３）と、
    水を沸き上げて前記湯とするヒートポンプ装置（２）と、
    浴槽内への熱量供給を指示する熱量供給指示手段（１１０）とを備えるヒートポンプ式給湯装置において、前記ヒートポンプ装置（２）による沸き上げ運転を制御するヒートポンプ式給湯装置用制御装置であって、
    前記熱量供給指示手段（１１０）から浴槽内への熱量供給の指示があったときに、前記蓄熱量検出手段（３３）が検出する前記蓄熱量の減少が所定時間以上継続した場合には、前記ヒートポンプ装置（２）による沸き上げ運転を行なうことを特徴とするヒートポンプ式給湯装置用制御装置。
12. 内部に給湯用の湯を貯える貯湯タンク（１）と、
    前記貯湯タンク（１）内の蓄熱量を検出する蓄熱量検出手段（３３）と、
    水を沸き上げて前記湯とするヒートポンプ装置（２）と、
    浴槽内への熱量供給を指示する熱量供給指示手段（１１０）とを備えるヒートポンプ式給湯装置において、前記ヒートポンプ装置（２）による沸き上げ運転を制御するヒートポンプ式給湯装置用制御装置であって、
    前記熱量供給指示手段（１１０）から浴槽内への熱量供給の指示があったときに、前記蓄熱量検出手段（３３）が検出する前記蓄熱量が所定時間内に所定量以上減少した場合には、前記ヒートポンプ装置（２）による沸き上げ運転を行なうことを特徴とするヒートポンプ式給湯装置用制御装置。
13. 前記熱量供給指示手段（１１０）における浴槽内への熱量供給の指示が浴槽内への湯張りの指示であるときには、前記蓄熱量の減少に応じた前記ヒートポンプ装置（２）による沸き上げ運転を行ないつつ、前記ヒートポンプ装置（２）が沸き上げた湯を前記浴槽内へ直接出湯することを特徴とする請求項１０ないし請求項１２のいずれか１つに記載のヒートポンプ式給湯装置用制御装置。

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