JP2009198111A - 貯湯式給湯装置 - Google Patents

Abstract

【課題】貯湯タンク内の湯水分布の乱れを防止して中温水の増加を抑制することにより、ＣＯＰを大幅に向上することができる貯湯式給湯装置を提供する。
【解決手段】ヒートポンプ(2)を用いて沸き上げられた高温湯が一端側から流入するとともに低温水が他端側から流入し、内部の湯水が高温湯、該高温湯より低温で且つ低温水より高温となる中温水、該低温水の順に層状をなして貯留される貯湯タンク(4)と、該貯湯タンク内の一端側から該貯湯タンクの湯水を流出させる給湯手段(42,48,50)と、該給湯手段により給湯される湯水の給湯量を検出する給湯量検出手段(62,66)と、該給湯量検出手段にて検出された給湯量(V)が所定の給湯量(V_S)以上となるとき、ヒートポンプによる湯水の沸き上げ動作の発動を待機させる制御ユニットとを備える。
【選択図】図１

Description

本発明は、ヒートポンプを用いて加熱された湯を貯湯して使用する貯湯式給湯装置に関する。

近年、比較的電力量料金の安価な時間帯に、高効率なヒートポンプにより加熱し沸き上げた湯を貯湯タンク内に貯留し、この貯留した湯を使用して給湯や風呂の湯張りや追い焚き等を行うことで省エネルギー化を実現する貯湯式給湯装置がある。
当該貯湯給湯装置の貯湯タンクは、一般的には、下部から給水され、上部からヒートポンプにより沸き上げられた湯が供給される構成をなしており、内部の湯水は高温側と低温側とが層状に分かれて貯留されている。そして、風呂の追い焚き等では高温側の湯を用いて風呂の湯と熱交換を行い、当該熱交換により温度が低下したいわゆる中温水は貯留タンクの中部に戻され中温水層を形成する。

しかし、当該中温水は温度が低く再度熱交換等に使用することはできない上、ヒートポンプで沸き上げるにはヒートポンプの性質上、低温水を沸き上げるよりもＣＯＰ（成績効率）が悪いという問題がある。
そこで、第１及び第２の貯湯タンクを備え、追い焚き等の熱交換により生成された中温水を第１貯湯タンクの上部に戻し、給湯時において当該第１貯湯タンクの高温湯あるいは中温水を優先して使用することで中温水を消費させる貯湯式給湯装置がある（特許文献１参照）。
特開２００４−１０１１３４号公報

ところで、貯湯式給湯装置では、貯湯タンクにおいて湯の減少が検知されると、ヒートポンプにより使用沸き増しなどの追加の沸き上げ動作が発動される。このような沸き上げ動作は、給湯や風呂の湯張りによって貯湯タンクの残湯量の減少や、残湯の温度低下を受けて発動される。
特に、風呂の湯張りを行う場合には、単なる給湯に比して、長時間をかけて大量の湯が給湯されるため、貯湯式給湯装置における沸き上げ動作と給湯動作とが同時に行われることが多い。

ここで、当該沸き上げ動作とは、一般に、貯湯タンク上部から貯湯タンク内に湯を投入する動作であり、一方、給湯動作とは、貯湯タンク内の湯を貯湯タンク上部から排出する動作であって、これら二つの動作は貯湯タンク内に逆方向の湯の流れを生じさせる。このような逆方向の湯の流れは、貯湯タンク内において高温湯、中温水、低温水の順に層状をなす湯水分布が乱れ、中温水層が拡大し、ひいては中温水が増大する。

また、風呂の湯張りを行う場合の給湯は電磁弁の開閉動作によって行われ、貯湯タンク内において移動する湯の流量及び流速が単なる給湯に比して大きくなることから、貯湯タンク内の湯水分布の乱れ、ひいては中温水の増大が更に顕著となる。
しかしながら、上記従来技術では、このような中温水の増大については格別な配慮がなされておらず、中温水の消費を積極的に行うものの、次回深夜沸き上げの完了時点においては残った中温水のＣＯＰの悪い沸き上げを行わざるを得ず、結果的に貯湯式給湯装置のＣＯＰの低下を招くとの問題がある。

本発明は、このような課題に鑑みてなされたもので、貯湯タンク内の湯水分布の乱れを防止して中温水の増加を抑制することにより、ＣＯＰを大幅に向上することができる貯湯式給湯装置を提供することを目的とする。

上記の目的を達成するべく、請求項１記載の貯湯式給湯装置は、ヒートポンプを用いて沸き上げられた湯水を貯留して使用する貯湯式給湯装置であって、ヒートポンプを用いて沸き上げられた高温湯が一端側から流入するとともに低温水が他端側から流入し、内部の湯水が高温湯、該高温湯より低温で且つ低温水より高温となる中温水、該低温水の順に層状をなして貯留される貯湯タンクと、該貯湯タンク内の一端側から該貯湯タンクの湯水を流出させる給湯手段と、該給湯手段により給湯される湯水の給湯量を検出する給湯量検出手段と、該給湯量検出手段にて検出された給湯量が所定の給湯量以上となるとき、ヒートポンプによる湯水の沸き上げ動作の発動を待機させる制御ユニットとを備えることを特徴としている。

また、請求項２記載の発明では、請求項１において、制御ユニットは、給湯手段による給湯が終了してから所定時間の経過後に沸き上げ動作を発動することを特徴としている。
更に、請求項３記載の発明では、請求項１または２において、制御ユニットは、沸き上げ動作中に給湯量検出手段にて検出された給湯量が所定の給湯量以上となるとき、該沸き上げ動作を停止することを特徴としている。

更にまた、請求項４記載の発明では、請求項１乃至３の何れかにおいて、給湯手段は、制御ユニットにて実行される風呂湯張り行程に従って風呂への給湯を行い、制御ユニットは、風呂湯張り行程が完了するまでの間は沸き上げ動作の発動を待機させ、該風呂湯張り行程が完了した後、沸き上げ動作を発動することを特徴としている。

従って、請求項１記載の本発明の貯湯式給湯装置によれば、制御ユニットは、給湯量検出手段にて検出された給湯量が所定の給湯量以上となるとき、ヒートポンプによる湯水の沸き上げ動作の発動を待機させることにより、湯水の沸き上げ動作と給湯動作とが同時に行われることによる貯湯タンク内の湯水分布の乱れを防止して中温水の増加を抑制することができ、貯湯式給湯装置のＣＯＰを大幅に向上することができる。

また、請求項２記載の発明によれば、制御ユニットは、給湯手段による給湯が終了してから所定時間の経過後に沸き上げ動作を発動することにより、給湯による貯湯タンク内の湯水分布の乱れが安定してから沸き上げ動作を開始できるため、中温水の増加を更に効果的に抑制することができ、貯湯式給湯装置のＣＯＰを更に向上することができる。
更に、請求項３記載の発明によれば、制御ユニットは、沸き上げ動作中に給湯量検出手段にて検出された給湯量が所定の給湯量以上となるとき、沸き上げ動作を停止することにより、既に沸き上げ動作中であっても、給湯量の増大によって貯湯タンク内の湯水分布の乱れが生じるおそれがある場合には、これを防止して中温水の増加を更に効果的に抑制することができ、貯湯式給湯装置のＣＯＰを更に向上することができる。

更にまた、請求項４記載の発明によれば、制御ユニットは、風呂湯張り行程が完了するまでの間は沸き上げ動作の発動を待機させ、風呂湯張り行程が完了した後に沸き上げ動作を発動することにより、貯湯タンクにおいて移動する湯の流量及び流速が増大する風呂の湯張りにおいて、貯湯タンク内の湯水分布の乱れを確実に防止して中温水の増加を更に効果的に抑制することができ、貯湯式給湯装置のＣＯＰを更に向上することができる。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づき説明する。
図１には、本発明に係る貯湯式給湯装置の概略構成図が示されている。この給湯装置１は、湯水を加熱するヒートポンプ２と、湯水を貯留する貯湯タンク４を有したタンクユニット６とから構成されており、ヒートポンプ２により加熱し沸き上げた湯を貯湯タンク４に貯留し、この貯留された湯を使用して、図示しない風呂の湯張り及び追い焚きや、風呂、台所、洗面所、シャワー等の図示しない給湯栓への給湯等を行うものである。

ヒートポンプ２は図示しない圧縮機、凝縮器、膨張弁、蒸発器を冷媒が循環し、当該凝縮器を流れる冷媒との熱交換により貯湯タンク４の湯水を加熱して沸き上げ動作を行う公知のものであり、詳しい説明は省略する。
タンクユニット６は、貯湯タンク４として高温タンク４ａ及び低温タンク４ｂの２つのタンクを有している。当該高温タンク４ａ及び低温タンク４ｂは、それぞれ同形状をなしており、高温タンク４ａの下端部と低温タンク４ｂの上端部とが連結通路１２により直列に接続されている。つまり、当該貯湯タンク４は高温タンク４ａの上部を一端、低温タンク４ｂ下部を他端とした一体の構成をなしている。

また、当該高温タンク４ａ及び低温タンク４ｂの内部にはそれぞれ、上下方向に所定の間隔を有して位置づけられたサーミスタ群１４ａ、１４ｂが設けられている。当該サーミスタ群１４ａ、１４ｂは各位置における湯水温度を検出するものである。
また、低温タンク４ｂの下端部には、市水等の外部の給水源１６から延びている給水通路１８が接続されている。

更に、当該低温タンク４ｂの下端及び高温タンク４ａの上端部には、途中にヒートポンプ２の介装された沸き上げ循環路２０が接続されている。当該沸き上げ循環路２０には低温タンク４ｂとヒートポンプ２との間に沸き上げ循環ポンプ２２、当該沸き上げ循環路２０を流通する湯水の温度を検出する沸き上げサーミスタ２３が設けられている。当該沸き上げ循環ポンプ２２は、沸き上げ循環路２０を通して、低温タンク４ｂの下端部の湯水を流出させ、ヒートポンプ２を介して高温タンク４ａの上端部へと流入させる機能を有している。

また、高温タンク４ａの上端部及び低温タンク４ｂの側面の上下方向中間部には、途中に追い焚き熱交換器２４の介装された追い焚き循環路２６が接続されている。当該追い焚き循環路２６には追い焚き熱交換器２４と低温タンク４ｂとの間に追い焚き循環ポンプ２８が設けられている。当該追い焚き循環ポンプ２８は、追い焚き循環路２６を通して、高温タンク４ａの上端部の湯水を流出させ、追い焚き熱交換器２４を介して低温タンク４ｂの中部へと流入させる機能を有している。

追い炊き熱交換器２４は、風呂湯循環路３０にも介装されているものであり、当該風呂湯循環路３０を流通する湯水と追い焚き循環路２６を流通する湯水との熱交換を行う機能を有している。
風呂湯循環路３０は風呂８の浴槽と接続されており、当該浴槽内の湯水が循環するよう構成されている。また、当該風呂湯循環路３０には、上記追い焚き熱交換器２４の他に、浴槽内の水位を検出する水位センサ３２、当該風呂湯循環路３０を流通する湯水、即ち浴槽内の湯水の温度を検出するための風呂湯サーミスタ３４、及び風呂湯循環ポンプ３６が設けられている。当該風呂湯循環ポンプ３６は、風呂湯循環路３０を通して、浴槽内の湯水を流出させ、追い焚き熱交換器２４を介して再び浴槽内へと流入させる機能を有している。

また、上記高温タンク４ａの上端部には高温出湯通路３８が接続されており、低温タンク４ｂの上端部には低温出湯通路４０が接続されている。
そして、当該高温出湯通路３８及び低温出湯通路４０は管部材により形成され、所定の合流点でタンク側混合弁（給湯手段）４２を介して合流し合流出湯通路４４と接続されている。当該合流出湯通路４４は高温出湯通路３８及び低温出湯通路４０と同様に管部材により形成されており、途中には当該合流出湯通路４４を流通する湯水の温度を検出する合流出湯サーミスタ４６が設けられている。

更に、当該合流出湯通路４４は、合流出湯サーミスタ４６よりも下流側において二手に分岐しており、一方が風呂側混合弁（給湯手段）４８に、他方が給湯側混合弁（給湯手段）５０に接続されている。
当該風呂側混合弁４８及び給湯側混合弁５０は、それぞれ上記給水通路１８が接続されているとともに、風呂側混合弁４８には湯張り通路５２が、給湯側混合弁５０には給湯通路５４が接続されている。そして、当該風呂側混合弁４８及び給湯側混合弁５０は、合流出湯通路４４からの湯水と給水通路１８からの水との混合比率を調整し風呂湯張り通路５２及び給湯通路５４へ出湯する機能を有している。なお、上記給水通路１８には、当該給水通路を通る水の温度を検出する給水サーミスタ５６が設けられている。

湯張り通路５２は、上記風呂湯循環路３０と接続されており、途中には、当該湯張り通路５２を流通する湯水の温度を検出する湯張りサーミスタ５８、開閉することで当該湯張り通路５２の連通及び遮断を行う電磁弁６０、及び当該湯張り通路５２から風呂湯循環路３０への湯水の流量を検出する湯張りフローセンサ（給湯量検出手段）６２が設けられている。

一方、給湯通路５４は、上記給湯栓１０に接続されており、途中には、当該給湯通路５４を流通する湯水の温度を検出する給湯サーミスタ６４、当該給湯通路５４から給湯栓１０への湯水の流量を検出する給湯フローセンサ（給湯量検出手段）６６が設けられている。
また、給湯装置１には、図示しない制御ユニットが設けられており、当該制御ユニットは任意の設定に応じて、上記各サーミスタ１４ａ、１４ｂ、２３、３４、４６、５６、５８、６４、水位センサ３２、フローセンサ６２、６６等により検出される情報に基づき、ヒートポンプ２、各循環ポンプ２２、２８、３６、各混合弁４２、４８、５０、電磁弁６０等の制御を行う。

以下、このように構成された本発明に係る貯湯式給湯装置の作動について説明する。
まず、高温タンク４ａ内及び低温タンク４ｂ内には常に湯水が満たされており、当該湯水は温度に応じて層状をなして貯留されている。
給湯等でタンク内の湯水が出湯されたときは、給水源１６から低温タンク４ｂへと比較的低温な低温水（例えば０〜２０℃）が補充供給され、当該低温タンク４ｂの下部には低温水層が形成される。

そして、給湯装置１における沸き上げは、ヒートポンプ２及び沸き上げ循環ポンプ２２を作動させることで行われる。
詳しくは、沸き上げ循環ポンプ２２の作動により、沸き上げ循環路２０を通して、低温タンク４ｂの下端部から低温水がヒートポンプ２へと送られ、当該ヒートポンプ２により加熱され高温に沸き上げられた高温湯（例えば６５〜９０℃程度）が高温タンク４ａの上端に流入される。

このようなヒートポンプ２を介した湯水の循環が所定時間行われることで高温タンク４ａ内の上部から下部、更には連結通路１２を通し低温タンク４ｂ内の上部から下部へと高温湯層が拡がる。なお、当該高温湯の量、即ち残湯量は各タンク４ａ、４ｂ内のサーミスタ群１４ａ、１４ｂにより検出される温度の分布から検出される。また、当該沸き上げは、主として比較的電気代の安価な所定の深夜時間帯に行われる。

また、給湯装置１における追い焚きは、水位センサ３２により検出される風呂８の浴槽内の水位が所定水位以上であるときに、追い焚き循環ポンプ２８及び風呂湯循環ポンプ３６を作動させることで行われる。
詳しくは、追い焚き循環ポンプ２８の作動により、追い焚き循環路２６を通して、高温タンク４ａの上端部から高温湯が追い焚き熱交換器２４へと送られ、当該追い焚き熱交換器２４における風呂湯との熱交換により温度の低下した中温水（例えば４０〜６０℃）が低温タンク４ｂの中間部に流入される。

このような追い焚き熱交換器２４を介した湯水の循環が行われることで低温タンク４ｂ内の中部、即ち高温湯層と低温水層との間に位置するように中温水層が形成される。なお、中温水は、例えば高温湯が長時間貯留され温度低下したことによっても生成される場合がある。
一方、風呂湯循環ポンプ３６の作動により、風呂湯循環路３０を通して、風呂８の浴槽内の湯水が追い焚き熱交換器２４に送られ、当該追い焚き熱交換器２４での上記高温湯との熱交換により加熱された湯水が浴槽内に戻されることで追い焚きが行われる。

更に、当該給湯装置１における風呂８の湯張りは電磁弁６０を開弁させることで行われ、給湯は給湯栓１０を開口させることで行われる。
詳しくは、電磁弁６０を開弁させることで、湯張り通路５２から風呂湯循環路３０へと湯水が流出し、当該湯水が当該風呂循環路３０を通して浴槽内へ流出されることで湯張りが行われる。また、給湯栓１０を開口させることで給湯通路５４の湯水が給湯栓１０外へと流出されることで給湯が行われる。

この湯張り及び給湯において流出する湯水、即ち湯張り通路５２及び給湯通路５４を通る湯水は、タンク側混合弁４２及び風呂側混合弁４８並びに給湯側混合弁５０により、制御ユニットによる制御により任意の設定温度となるよう合流出湯通路４４からの湯水と給水通路１８からの低温水との混合比率が調整されている。
更に、この合流出湯通路４４を通る湯水は、高温出湯通路３８を通る湯水と低温出湯通路４０を通る湯水とが混合されたものである。

当該高温出湯通路３８から流出される湯水は、当該高温出湯通路３８が高温湯の流入する高温タンク４ａの上部端に接続されていることから、高温タンク４ａ内の上端部に貯留されている高温湯である。一方、低温出湯通路４０から流出される湯水は低温タンク４ｂ内の上端部に貯留されている湯水であり、これは低温水または高温湯である場合もあるが、低温出湯通路４０の低温タンク４ｂの中間部から中温水が流入することから主に中温水である。こうして、高温タンク４ａ及び低温タンク４ｂからなる貯湯タンク４内に上から、高温湯、中温水、低温水の順に層状をなす湯水境界層が形成される。

ここで、本実施形態では、制御ユニットは、上述したように湯張り及び給湯において貯湯タンク４から流出する湯水の温度や流量を制御する他、貯湯タンク４から流出する湯水の流量、即ち給湯量に応じてヒートポンプ２における湯水の沸き上げ制御を行っている。
以下、図２に示されるフローチャートを参照して、制御ユニットで行われる当該沸き上げ制御の制御ルーチンについて詳しく説明する。

先ず、貯湯タンク４に貯留される残湯量の減少や温度低下などによりヒートポンプ２による沸き上げ動作の要求があると、当該沸き上げ制御が実行されてＳ１に移行する（以下、Ｓはステップを表す）。
Ｓ１では、給湯栓１０へ向けての給湯が行われているか否かを判定し、判定結果が真（Ｙｅｓ）で給湯中であると判定された場合にはＳ２に移行し、判定結果が偽（Ｎｏ）で給湯中でないと判定された場合にはＳ３に移行する。

Ｓ２に移行した場合には、給湯フローセンサ６６にて検出された給湯栓１０への湯水の流量Ｆが所定流量Ｆ_Ｓ以上となり、Ｆ≧Ｆ_Ｓが成立するか否かを判定する。判定結果が真（Ｙｅｓ）でＦ≧Ｆ_Ｓが成立すると判定された場合にはＳ４に移行し、判定結果が偽（Ｎｏ）でＦ≧Ｆ_Ｓが成立しないと判定された場合にはＳ７に移行する。
Ｓ４に移行した場合には、Ｆ≧Ｆ_Ｓの状態となる給湯時間Ｔが所定時間Ｔ_Ｓ以上継続して行われ、Ｔ≧Ｔ_Ｓが成立するか否かを判定する。判定結果が真（Ｙｅｓ）でＴ≧Ｔ_Ｓが成立すると判定された場合にはＳ５に移行し、判定結果が偽（Ｎｏ）でＴ≧Ｔ_Ｓが成立しないと判定された場合にはＳ７に移行する。

一方、Ｓ１においてＳ３に移行した場合には、風呂８に対する湯張りが行われているか否かを判定し、判定結果が真（Ｙｅｓ）で湯張り中であると判定された場合にはＳ５に移行し、判定結果が偽（Ｎｏ）で湯張り中でないと判定された場合にはＳ７に移行する。
Ｓ３、Ｓ４にてＳ５に移行した場合には、各フローセンサ６２、６６等により検出される情報に基づき、給湯または湯張りが終了したか否かを判定する。判定結果が真（Ｙｅｓ）で給湯または湯張りが終了したと判定された場合にはＳ６に移行し、判定結果が偽（Ｎｏ）で給湯または湯張りが未だ終了していないと判定された場合には本ステップを再び実行する。なお、湯張り終了は、具体的には制御ユニットにて実行される風呂湯張り行程が完了したか否かで判定する。

Ｓ６に移行した場合には、給湯または湯張りが終了した後の沸き上げ動作の待機時間Ｔ_１が所定時間Ｔ_Ｓ１以上となり、Ｔ_１≧Ｔ_Ｓ１が成立するか否かを判定する。判定結果が真（Ｙｅｓ）でＴ_１≧Ｔ_Ｓ１が成立すると判定された場合にはＳ７に移行し、判定結果が偽（Ｎｏ）でＴ_１≧Ｔ_Ｓ１が成立しないと判定された場合には本ステップを再び実行する。

Ｓ３、Ｓ４、Ｓ６にてＳ７に移行した場合には、沸き上げ動作が発動されてヒートポンプ２による貯湯タンク４内の湯水の沸き上げが開始される。
一方、図３のフローチャートには、既に沸き上げ動作中に給湯または湯張りが開始された場合の当該沸き上げ制御の制御ルーチンが示されており、この場合には、先ずＳ１１に移行する。

Ｓ１１では、給湯が開始されたか否かを判定し、判定結果が真（Ｙｅｓ）で給湯が開始されたと判定された場合にはＳ１２に移行し、判定結果が偽（Ｎｏ）で給湯は開始されていないと判定された場合にはＳ１３に移行する。
Ｓ１２に移行した場合には、Ｓ２の場合と同様に、Ｆ≧Ｆ_Ｓが成立するか否かを判定し、判定結果が真（Ｙｅｓ）でＦ≧Ｆ_Ｓが成立すると判定された場合にはＳ１４に移行し、判定結果が偽（Ｎｏ）でＦ≧Ｆ_Ｓが成立しないと判定された場合にはＳ１１に再び戻る。

Ｓ１４に移行した場合には、Ｓ４の場合と同様に、Ｔ≧Ｔ_Ｓが成立するか否かを判定し、判定結果が真（Ｙｅｓ）でＴ≧Ｔ_Ｓが成立すると判定された場合にはＳ１５に移行し、判定結果が偽（Ｎｏ）でＴ≧Ｔ_Ｓが成立しないと判定された場合にはＳ１１に再び戻る。
一方、Ｓ１１においてＳ１３に移行した場合には、湯張りが開始されたか否かを判定し、判定結果が真（Ｙｅｓ）で湯張りが開始されたと判定された場合にはＳ１５に移行し、判定結果が偽（Ｎｏ）で湯張りは開始されていないと判定された場合にはＳ１１に再び戻る。

Ｓ１３、Ｓ１４にてＳ１５に移行した場合には、ヒートポンプ２による湯水の沸き上げ動作を停止し、Ｓ１６に移行する。
Ｓ１６では、Ｓ５の場合と同様に、給湯または湯張りが終了したか否かを判定し、判定結果が真（Ｙｅｓ）で給湯または湯張りが終了したと判定された場合にはＳ１７に移行し、判定結果が偽（Ｎｏ）で給湯または湯張りが未だ終了していないと判定された場合には本ステップを再び実行する。

Ｓ１７に移行した場合には、Ｓ６の場合と同様に、Ｔ_１≧Ｔ_Ｓ１が成立するか否かを判定し、判定結果が真（Ｙｅｓ）でＴ_１≧Ｔ_Ｓ１が成立すると判定された場合にはＳ１８に移行し、判定結果が偽（Ｎｏ）でＴ_１≧Ｔ_Ｓ１が成立しないと判定された場合には本ステップを再び実行する。
Ｓ１８に移行した場合には、沸き上げ動作が再発動されて湯水の沸き上げが再び開始される。

このように、当該沸き上げ制御は、湯張りを含む給湯動作とヒートポンプ２による沸き上げ動作とを所定の条件下において同時に行わないようにすることにより、湯水境界層、換言すると湯水分布の乱れを防止し、ひいては中温水の増大を効果的に抑制するものである。
具体的には、給湯フローセンサ６６にて検出された給湯栓１０への湯水の流量Ｆが所定流量Ｆ_Ｓ以上となり、且つこの状態での給湯の給湯時間Ｔが所定時間Ｔ_Ｓ以上継続して行われた場合、制御ユニットは、ヒートポンプ２による湯水の沸き上げ動作を発動しないで待機させ、給湯が終了してからの待機時間Ｔ_１が所定時間Ｔ_Ｓ１以上となると当該沸き上げ動作を発動する。

ここで、所定の流量Ｆ_Ｓと所定時間Ｔ_Ｓとを乗じることにより、貯湯タンク４から流出される湯水の体積流量として貯湯タンク４内の湯水境界層の乱れを来さない程度の所定の給湯量Ｖ_Ｓが算出できることから、流量Ｆと時間Ｔとを乗じた給湯量Ｖが所定の給湯量Ｖｓ以上になるときに、ヒートポンプ２による湯水の沸き上げ動作の発動を待機させることにより、湯水の沸き上げ動作と給湯動作とが同時に行われることによる貯湯タンク４内の湯水分布の乱れを防止して中温水の増加を抑制することができる。

しかも、給湯が終了してから所定時間Ｔ_Ｓ１が経過した後に沸き上げ動作を発動することにより、給湯による貯湯タンク４内の湯水分布の乱れが収まってから沸き上げ動作を開始できるため、中温水の増加を効果的に抑制することができ、これらにより、ＣＯＰの悪い中温水の沸き上げを極力低減できるため、給湯装置１のＣＯＰを大幅に向上することができる。

一方、湯張り中であって、給湯装置１が制御ユニットにて実行される風呂湯張り行程に従い作動しているときには、制御ユニットは、風呂湯張り行程の完了までの間は沸き上げ動作を発動しない待機させ、風呂湯張り行程が完了してからの待機時間Ｔが所定時間Ｔ_Ｓ１以上となると当該沸き上げ動作を発動する。これにより、貯湯タンク４において移動する湯の流量及び流速が増大する風呂８の湯張りにおいても、貯湯タンク４内の湯水分布の乱れを確実に防止して中温水の増加を効果的に抑制することができ、給湯装置１のＣＯＰを向上することができる。

これに対し、当該沸き上げ動作中に流量Ｆが所定流量Ｆ_Ｓ以上となる給湯が所定時間Ｔ_Ｓ以上継続して行われた結果、給湯量Ｖが所定の給湯量Ｖ_Ｓ以上になったり、或いは湯張りが開始された場合には、制御ユニットは、当該沸き上げ動作を停止した後、給湯または湯張りが終了してから所定時間Ｔ_Ｓ１が経過した後に当該沸き上げ動作を再発動する。これにより、既に沸き上げ動作中であっても、給湯量Ｖの増大によって貯湯タンク４内の湯水分布の乱れが生じることを防止し、中温水の増加を抑制し、ひいては給湯装置１のＣＯＰを向上することができる。

以上で本発明の一実施形態についての説明を終えるが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々の変更ができるものである。
例えば、上記実施形態では、給湯または湯張りが終了してから所定時間Ｔ_Ｓ１が経過した後に沸き上げ動作を発動しているが、所定時間Ｔ_Ｓ１をゼロにして給湯または湯張りの終了直後に沸き上げ動作を発動しても良く、この場合には、少なくとも湯水の沸き上げ動作と給湯動作とが同時に行うことを防止でき、貯湯タンク４内の湯水分布の乱れを防止して中温水の増加を抑制することができる。

また、上記実施形態では、貯湯タンク４として高温タンク４ａと低温タンク４ｂとを備えた構成であるが、このように２つのタンクを備えた構成に限られるものではなく、例えば１つのタンクにより構成しても構わない。なお、貯湯タンクを１つのタンクで構成した場合には、出湯時に低温出湯通路から中温水が流出するように、当該低温出湯通路は、上下方向中部において中温水が流入する追い焚き循環路２６より上側の近傍に位置するよう接続するのが好ましい。

本発明の一実施形態に係る貯湯式給湯装置の概略構成図である。 図１の貯湯式給湯装置において給湯中或いは湯張り中に湯水の沸き上げを発動する場合の沸き上げ制御の制御ルーチンを示すフローチャートである。 図１の貯湯式給湯装置において湯水の沸き上げ中に給湯或いは湯張り開始する場合の沸き上げ制御の制御ルーチンを示すフローチャートである。

符号の説明

１ 貯湯式給湯装置
２ ヒートポンプ
４ 貯湯タンク
４２ タンク側混合弁（給湯手段）
４８ 風呂側混合弁（給湯手段）
５０ 給湯側混合弁（給湯手段）
６２ 湯張りフローセンサ（給湯量検出手段）
６６ 給湯フローセンサ（給湯量検出手段）

Claims (4)

1. ヒートポンプを用いて沸き上げられた湯水を貯留して使用する貯湯式給湯装置であって、
   前記ヒートポンプを用いて沸き上げられた高温湯が一端側から流入するとともに低温水が他端側から流入し、内部の湯水が前記高温湯、該高温湯より低温で且つ前記低温水より高温となる中温水、該低温水の順に層状をなして貯留される貯湯タンクと、
   該貯湯タンク内の前記一端側から該貯湯タンクの湯水を流出させる給湯手段と、
   該給湯手段により給湯される湯水の給湯量を検出する給湯量検出手段と、
   該給湯量検出手段にて検出された給湯量が所定の給湯量以上となるとき、前記ヒートポンプによる湯水の沸き上げ動作の発動を待機させる制御ユニットと
   を備えることを特徴とする貯湯式給湯装置。
2. 前記制御ユニットは、前記給湯手段による給湯が終了してから所定時間の経過後に前記沸き上げ動作を発動することを特徴とする請求項１に記載の貯湯式給湯装置。
3. 前記制御ユニットは、前記沸き上げ動作中に前記給湯量検出手段にて検出された給湯量が前記所定の給湯量以上となるとき、該沸き上げ動作を停止することを特徴とする請求項１または２に記載の貯湯式給湯装置。
4. 前記給湯手段は、前記制御ユニットにて実行される風呂湯張り行程に従って風呂への給湯を行い、
   前記制御ユニットは、前記風呂湯張り行程が完了するまでの間は前記沸き上げ動作の発動を待機させ、該風呂湯張り行程が完了した後、前記沸き上げ動作を発動することを特徴とする請求項１乃至３の何れかに記載の貯湯式給湯装置。

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