JP2011007340A - 給湯装置 - Google Patents

Abstract

【課題】凍結を防止する必要がある場合にタンクユニット内を昇温させることのできる給湯装置を提供する。
【解決手段】給湯装置１００のタンクユニットケース１０内に、給水管１５、排水管１６又は給湯管８０の少なくともいずれか一が接続された貯湯タンク１１を備え、貯湯タンク１１には、タンクユニットケース１０内の温度が所定の温度以下になった場合、貯湯タンク１１内の温水を循環させて、タンクユニットケース１０内に放熱する放熱器５４を接続する。
【選択図】図１

Description

本発明は、貯湯タンクを備えた給湯装置に関する。

従来、給水管、排水管及び給湯管が接続された貯湯タンクをタンクユニット内に備えた給湯装置が知られている。
この種の給湯装置では、低外気温時に、タンクユニット内に備えた凍結防止用のヒーターを利用して、給水管、排水管及び給湯管の凍結を防止することが行われている。この際、凍結防止用のヒーターの作動頻度を低減するために、貯湯タンクの沸き上げに伴う膨張水を排水する際に、放熱域において放熱させ、タンクユニット内の雰囲気を昇温させて凍結を防止することも行われている（例えば、「特許文献１」参照）。
特開２００８−１２２０３２号公報

しかしながら、上記特許文献１に記載の給湯装置では、貯湯タンクの沸き上げに伴う膨張水を利用しているため、膨張水を流すタイミングや流量を制御することはできなかった。従って、特許文献１に記載の給湯装置では、給水管、排水管及び給湯管の凍結を防止するためには、凍結防止用のヒーターの併用が必須となっていた。すなわち、貯湯タンクの沸き上げを行わない時間帯には、凍結防止用のヒーターを利用して給水管、排水管及び給湯管の凍結を防止する必要があり、膨張水を利用してタンクユニット内の雰囲気を昇温させることができるのは貯湯タンクの沸き上げ時に限定されていた。
本発明の課題は、凍結を防止する必要がある場合にタンクユニット内を昇温させることのできる給湯装置を提供することである。

上記課題を解決するために、本発明の第一態様は、タンクユニットケース内に、給水管、排水管又は給湯管の少なくともいずれか一が接続された貯湯タンクを備え、前記貯湯タンクには、前記タンクユニットケース内の温度が所定の温度以下になった場合、前記貯湯タンク内の温水を循環させて、前記タンクユニットケース内に放熱する放熱器を接続したことを特徴とする給湯装置を提供する。
上記構成によれば、タンクユニットケース内の温度が所定の温度以下になった場合、貯湯タンク内の温水を循環させて、放熱器によりタンクユニットケース内に放熱するようにしたので、必要な場合はタンクユニットケース内の温度を昇温させて、貯湯タンクに接続された給水管、排水管及び給湯管等に滞留する水の凍結を防止することができる。また、凍結防止を確実に行うために、凍結防止用のヒーターを併用する場合でも、ヒーターの作動頻度を減少させて、電力消費量を低減することができる。
ここで、「所定の温度」は、貯湯タンクに接続される給水管、排水管又は給湯管に滞留する水の凍結を防止する観点から、水の氷点以上の温度で適宜適切な値を設定することができる。例えば、６℃〜９℃の範囲で適宜設定することが好ましい。また、凍結防止用のヒーターを併用する場合には、この「所定の温度」は、凍結防止用のヒーターの作動開始温度よりも所定の程度高い温度とすることが好ましい。凍結防止用のヒーターの作動開始温度よりも所定の程度高い温度とすることで、凍結防止用のヒーターが作動する前に、貯湯タンク内の温水を循環させて、放熱器によりタンクユニットケース内の温度を昇温して、凍結防止用のヒーターの作動頻度を低減することができる。
また、タンクユニットケース内の温度が目標温度に達した場合には、温水の循環を停止させることが好ましい。給湯時に貯湯タンク内の温水量が不足するのを防止するとともに、消費電力低減のためである。

また、上記課題を解決するために、本発明の第二態様は、タンクユニットケース内に、給水管、排水管又は給湯管の少なくともいずれか一が接続された貯湯タンクと、風呂の追焚用熱交換器と、前記貯湯タンク内の温水を、前記貯湯タンクおよび前記追焚用熱交換器の間で循環させる追焚循環ポンプとを備えた給湯装置であって、前記追焚用熱交換器の下流に設けられる放熱器と、前記風呂の追焚制御時に、前記追焚循環ポンプを作動し、前記放熱器で放熱した温水を前記貯湯タンクに戻すと共に、前記風呂の追焚制御以外の時でも、前記タンクユニットケース内の温度が所定の温度以下になった場合、前記追焚循環ポンプを作動させる制御部とを備えたことを特徴とする給湯装置を提供する。
上記構成によれば、タンクユニットケース内の温度が所定の温度以下になった場合、制御部は追焚循環ポンプを作動させて、風呂の追焚制御以外の時でも必要な場合は貯湯タンク内の温水を循環させて、放熱器によりタンクユニットケース内に放熱することができる。これにより、タンクユニットケース内の温度を昇温させて、貯湯タンクに接続された給水管、排水管及び給湯管等に滞留する水の凍結を防止することができる。
また、風呂の追焚制御時に、追焚用熱交換器で風呂水と熱交換後の温水を放熱器で更に放熱させることにより、貯湯タンク内に低温の温水を戻すことができる。例えば、貯湯タンク内に貯留された８０℃〜９０℃程度の温水を利用して、風呂の追焚を行った場合、追焚用熱交換器で風呂水と熱交換された温水の温度は、３０℃〜３５℃程度の中温となる。この様な中温の温水を貯湯タンクの上部から中央部に戻した場合、貯湯タンク内に貯湯された高温（例えば、８０℃〜９０℃）の温水を冷ましてしまう。この場合、再度の沸き上げを要したり、給湯可能な温水量を低減させる。一方、中温の温水を貯湯タンクの中央部から下部に戻した場合、貯湯タンク内の温水を昇温させる際に、中温の温水を昇温させることになる。例えば、ヒートポンプユニットを利用して、貯湯タンク内の温水を昇温させる場合、中温の温水を高温にする際に効率が悪化する。従って、放熱器により放熱後の温水を給水管を介して給水される水と同程度の温度に低下させて貯湯タンクの下部に戻すことで、貯湯タンク内の高温の温水を冷ますことなく、また、ヒートポンプユニットを利用して貯湯タンク内の温水を昇温させる際の効率を向上することができる。

本発明の第三態様は、上記第二態様の給湯装置において、前記制御部は、前記風呂の追焚制御以外の時に、前記追焚循環ポンプを作動させた場合、前記タンクユニットケース内の温度が所定の目標温度に達した場合、前記追焚循環ポンプの作動を停止させること、を特徴とする。
上記構成によれば、タンクユニットケース内の温度が所定の目標温度に達した場合、制御部は追焚循環ポンプの作動を停止させるため、給湯時に貯湯タンク内の温水量が不足するのを防止するとともに、消費電力を低減することができる。

本発明の第四態様は、上記第二態様又は第三態様の給湯装置において、前記風呂の追焚制御以外の時に、前記追焚循環ポンプを作動させた場合、前記放熱器で放熱した温水が所定の戻し温度となるように、前記追焚循環ポンプを制御して放熱器に対する温水の流量を調整すること、を特徴とする。
上記構成によれば、例えば、所定の戻し温度を給水管を介して給水される水と同程度の温度に設定することにより、放熱器により放熱後の温水を給水管を介して給水される水と同様に取り扱うことができる。これにより、貯湯タンク内の高温の温水を冷ますことなく、また、ヒートポンプユニットを利用して貯湯タンク内の温水を昇温させる際の効率を向上することができる。

本発明の第五態様は、上記第一態様〜第四態様のいずれか一の態様の給湯装置において、圧縮機、ガスクーラー、減圧装置及び蒸発器を有したヒートポンプユニットと、前記ヒートポンプユニットのガスクーラーと前記貯湯タンクとを接続し、該貯湯タンク内の温水を、貯湯循環ポンプを介して循環し、前記ガスクーラーで熱交換して、昇温した温水を前記貯湯タンクに戻す貯湯循環配管と、を備えたことを特徴とする。
上記構成によれば、ヒートポンプユニットのガスクーラーにおいて、熱交換して昇温した温水を貯湯タンクに戻し、貯湯タンク内に温水を貯留することができる。そして、タンクユニットケース内の温度が所定の温度以下になった場合、ヒートポンプユニットにより昇温された温水を循環させて、放熱器によりタンクユニットケース内に放熱するようにしたので、タンクユニットケース内の温度を昇温させて、貯湯タンクに接続された給水管、排水管及び給湯管等に滞留する水の凍結を防止することができる。

本発明によれば、タンクユニットケース内の温度が所定の温度以下になった場合、貯湯タンク内の温水を循環させて、放熱器によりタンクユニットケース内に放熱するようにしたので、必要な場合はタンクユニットケース内の温度を昇温させて、貯湯タンクに接続された給水管、排水管及び給湯管等に滞留する水の凍結を防止することができる。

以下、図面を参照して本発明の実施形態について説明する。
図１に、本発明の実施の形態の給湯装置１００の回路構成を示す。本実施の形態の給湯装置１００は、家庭用の貯湯式の給湯装置として構成されている。図１に示す様に、給湯装置１００は、貯湯タンク１１を収容するタンクユニットケース１０と、貯湯タンク１１と貯湯循環配管２０により接続されて、貯湯循環配管２０を介して循環された貯湯タンク１１内の温水を昇温するヒートポンプユニット３０とを備えている。
ヒートポンプユニット３０は、図示しない圧縮機、蒸発器、減圧装置及びガスクーラーを備え、これらは熱媒体配管により接続されてヒートポンプ回路を構成している。本実施の形態のヒートポンプ回路は、熱媒体として二酸化炭素を用いた超臨界ヒートポンプ回路である。ガスクーラーは、上述の貯湯循環配管２０により貯湯タンク１１と接続されている。ヒートポンプユニット３０により昇温された温水は貯湯タンク１１に貯留され、貯湯タンク１１の上部１２に接続された給湯配管４０を介して風呂や図示しないシャワー及び蛇口等に給湯される。

タンクユニットケース１０は、図１に示す様に、上述の貯湯タンク１１の他、貯湯循環配管２０を含む貯湯循環回路部２０Ａと、給湯配管４０を含む給湯回路部４０Ａと、追焚加熱循環回路部５０Ａとを備えている。これらの貯湯タンク１１、貯湯循環回路部２０Ａ、給湯回路部４０Ａ、追焚加熱循環回路部５０Ａは、タンクユニットケース１０の筐体内部に収容されている。図２および図３に示す様に、また、貯湯タンク１１の下部１３には、給水管１５と、排水管１６が接続されている。更に、タンクユニットケース１０は、貯湯循環回路部２０Ａ、給湯回路部４０Ａ及び追焚加熱循環回路部５０Ａにそれぞれ設けられる貯湯循環ポンプ２４、追焚循環ポンプ５３及び風呂ポンプ７５等の動作を制御する制御部６０を備えている。
以下、タンクユニットケース１０の構成を、給水管１５、排水管１６、貯湯循環回路部２０Ａ、給湯回路部４０Ａ、追焚加熱循環回路部５０Ａ、制御部６０の順に説明する。

給水管１５は減圧弁１５Ａを備え、給湯等により貯湯タンク１１内温水が使用されて水位が低下した場合に、常温の市水を減圧弁１５Ａにより給水圧力を下げた状態で貯湯タンク１１に貯湯タンク１１の下部１３から供給する。
排水管１６は排水弁１６Ａを介して貯湯タンク１１の下部１３に接続された貯湯循環配管２０に接続されており、排水弁１６Ａを開くことにより、貯湯タンク１１内の温水を外部に排水することができる。

貯湯循環回路部２０Ａは、貯湯循環配管２０を介して接続された貯湯タンク１１とヒートポンプユニット３０との間で貯湯タンク１１内の温水が循環する回路である。具体的には、貯湯循環配管２０は、貯湯タンク１１の下部１３と三方弁２１の入口２１Ａ側とに接続される下部接続管２２、三方弁２１の一方の出口２１Ｂ側とヒートポンプユニット３０の入口３１側とに接続されるヒートポンプ往管２３とを備えている。このヒートポンプ往管２３には貯湯循環ポンプ２４が介挿されている。また、貯湯循環配管２０は、ヒートポンプユニット３０の出口３２側に接続されるヒートポンプ戻管２５と貯湯タンク１１の上部１２に接続される上部接続管２６を備えている。このヒートポンプ戻管２５と上部接続管２６とは接続部２７において接続されている。但し、貯湯循環配管２０の下部接続管２２には、前述した排水弁１６Ａが接続されている。排水弁１６Ａは、通常時、貯湯タンク１１内の温水が貯湯タンク１１から三方弁２１の入口２１Ａ側に向かって流れるように弁開方向が切り替えられている。
以上の様に構成された貯湯循環回路部２０Ａにおいて、貯湯タンク１１の下部１３に給水管１５を介して給水された水が貯湯循環ポンプ２４により、下部接続管２２、三方弁２１、ヒートポンプ往管２３、ヒートポンプユニット３０、ヒートポンプ戻管２５、接続部２７、上部接続管２６の順に流れて、ヒートポンプユニット３０により昇温された温水が貯湯タンク１１に貯湯される。

給湯回路部４０Ａは、貯湯タンク１１の上部１２に接続された給湯配管４０を介して貯湯タンク１１から出湯された温水と、給水管１５により供給される常温の市水とを混合して所望の温度に調整して、風呂、シャワー、蛇口等に給湯するものである。
給湯配管４０は、分岐点４１において、風呂に給湯するための風呂給湯配管７０と、シャワーや蛇口等に給湯するための蛇口給湯配管８０とに分岐している。

風呂給湯配管７０は図示しない風呂の給湯口に接続されている。風呂給湯配管７０には、上記の分岐点４１と、風呂の給湯口との間に、注湯混合弁７１、温度センサー７２、注湯流量カウンター７３、注湯弁７４、風呂ポンプ７５、水位センサー７６及び流量スイッチ７７が設けられている。これらは、図示しない制御線等を介して制御部６０に接続されている。風呂給湯配管７０には、注湯混合弁７１を介して給水管１５から分岐した第一給水分岐管１５１が接続されている。注湯混合弁７１は、制御部６０の制御の下、図示しない風呂リモコン等を介してユーザーにより設定された給湯温度となるように、温度センサー７２により検出される温度に基づいて、給湯配管４０を介して出湯された温水と、第一給水分岐管１５１から給水される常温の市水とを混合する。注湯流量カウンター７３は、風呂給湯配管７０を介して風呂に給湯される温水の流量を計測するカウンターである。注湯弁７４は、大気開放弁となっており、風呂側から逆流した温水を大気に逃がすことができる。風呂ポンプ７５は、風呂の追焚きを行う際に、風呂内の風呂水を汲み上げる際に用いられるものである。なお、この風呂ポンプ７５については後述する。水位センサー７６は、風呂内の水位を検出するものである。また、流量スイッチ７７は、風呂給湯配管７０内の温水の流れを検出するものである。

一方、蛇口給湯配管８０は、図示しないシャワーや蛇口等に接続される。蛇口給湯配管８０には、上述の分岐点４１と、シャワーや蛇口等との間に、給湯混合弁８１と、温度センサー８２と、給湯流量カウンター８３が設けられている。蛇口給湯配管８０には、給湯混合弁８１を介して、第一給水分岐管１５１から更に分岐した第二給水分岐管１５２が接続されている。給湯混合弁８１は、制御部６０の制御の下、図示しない台所リモコン等を介してユーザーにより設定された蛇口給湯温度となる様に、温度センサー８２により検出される温水の温度に基づいて、給湯配管４０を介して出湯された温水と、第二給水分岐管１５２から給水される常温の市水とを混合する。給湯流量カウンター８３は、蛇口給湯配管８０を介して給湯された温水の流量を計測するカウンターである。
なお、以上説明した給湯回路部４０Ａにおいて、給湯配管４０には、逃し弁４２が接続されており、貯湯タンク１１内の圧力が一定圧力以上になった場合、この逃し弁４２を介して一定圧力以上の圧を逃がすことができる。

次に、追焚加熱循環回路部５０Ａの構成を説明する。追焚加熱循環回路部５０Ａにおいて、貯湯タンク１１内の高温の温水と、風呂から汲み上げられた風呂水とが追焚用熱交換器５１において熱交換を行うことにより、風呂水が昇温されて、風呂の追焚きが行われる。
追焚加熱循環回路部５０Ａは、貯湯タンク１１に追焚用温水循環配管５２を介して接続される追焚用熱交換器５１と、追焚用温水循環配管５２に設けられる追焚用熱交換器５１と、この追焚用温水循環配管５２を介して、追焚用熱交換器５１と貯湯タンク１１との間で温水を循環させる追焚循環ポンプ５３とを備えている。追焚用熱交換器５１は、貯湯タンク１１の上部１２と、下部１３とに追焚用温水循環配管５２により接続されている。また、追焚用熱交換器５１には、風呂水循環回路部９０Ａが接続されている。風呂水循環回路部９０Ａは、風呂給湯配管７０に接続部７８において接続される風呂水往管９１と、風呂に設けられた他の給湯口に接続される風呂水戻管９２とが接続されている。

風呂の追焚制御時、制御部６０は、風呂ポンプ７５を作動させ、風呂内の風呂水を風呂給湯配管７０及び風呂水往管９１を介して追焚用熱交換器５１に流入させる。これと共に、制御部６０は、追焚循環ポンプ５３を作動させ、追焚用温水循環配管５２を介して貯湯タンク１１内の温水を追焚用熱交換器５１に流入させる。これにより、追焚用熱交換器５１において、貯湯タンク１１の上部１２から流入した高温の温水と、風呂から汲み出された風呂水とが熱交換される。そして、熱交換により昇温された風呂水は風呂水戻管９２を介して風呂ポンプ７５により風呂に戻される。一方、追焚用熱交換器５１において風呂水と熱交換されて低温となった貯湯タンク１１内の温水は、追焚用温水循環配管５２を通じて貯湯タンク１１の下部１３から貯湯タンク１１に戻される。

ここで、本実施の形態の給湯装置１００は、寒冷地仕様の給湯装置として構成されており、給水管１５、排水管１６及び蛇口給湯配管８０には、それぞれ凍結防止用ヒーター１０１、１０２、１０３が設けられる他、タンクユニットケース１０内の温度が所定の温度以下となった場合、貯湯タンク１１内の温水を循環させて、タンクユニットケース１０内に放熱して、これらの給水管１５、排水管１６及び蛇口給湯配管８０等の凍結を防止するための放熱器５４が設けられている。また、タンクユニットケース１０内には、タンクユニットケース１０内の温度を検出するための温度センサー１０４が設けられており、この温度センサー１０４は制御部６０にタンクユニットケース１０内の温度を検出した温度検出信号Ｓを出力するようになっている。

放熱器５４は、図１に示す様に、上述した追焚用熱交換器５１の下流において、追焚用温水循環配管５２に接続されている。また、放熱器５４は、図２（ａ）に示す様に、タンクユニットケース１０の下部１３に配置されている。但し、図２（ａ）はタンクユニットケース１０の内部を一側方から見た側面視図であり、図２（ｂ）はタンクユニットケース１０の内部を他側方から見た側面視図である。図２（ａ）、（ｂ）に示す様に、タンクユニットケース１０は箱型に形成されている。貯湯タンク１１は、所定の容量を有し、略円筒形状を呈している。放熱器５４は、貯湯タンク１１の側方下部に配置されて、タンクユニットケース１０の内部を下部から昇温している。熱は高い方へ移動するため、放熱器５４をタンクユニットケース１０の下部に配置することにより、タンクユニットケース１０内を効率よく昇温することができる。また、給水管１５、排水管１６は、貯湯タンク１１の下部１３に接続される。放熱器５４を、給水管１５および排水管１６の近傍に配置することにより、水が出入りするこれらの給水管１５及び排水管１６の雰囲気を昇温して、凍結を防止することができる。

また、放熱器５４は、効率よく放熱して、タンクユニットケース１０内を昇温させる観点から、例えば、プレートフィンや扁平管などの放熱表面積を広くとることのできる放熱性のよいものを用いて構成することが好ましい。放熱器５４において、追焚用熱交換器５１側から追焚用温水循環配管５２を介して流入した温水の熱がタンクユニットケース１０内に放散される。これにより、風呂の追焚制御が行われている間は、追焚に使用した温水を利用して、タンクユニットケース１０内の温度を昇温させて、給水管１５、排水管１６及び蛇口給湯配管８０の凍結を防止することができる。また、後述する様に、追焚循環ポンプ５３は、制御部６０の制御の下、風呂の追焚制御以外の時でも、タンクユニットケース１０内の温度が所定の温度以下となったときは作動される。これにより、タンクユニットケース１０内の温度が所定の温度以下となった場合は、風呂の追焚制御以外の時でも、放熱器５４に貯湯タンク１１の上部１２に貯留した高温の温水が放熱器５４において放熱し、タンクユニットケース１０内が昇温されて、給水管１５、排水管１６及び蛇口給湯配管８０の凍結が防止される。

以下、制御部６０の構成および制御部６０により行われる凍結防止運転について説明する。
制御部６０は、図示しないＣＰＵ、ＲＡＭ、ＲＯＭ等を備え、ＲＯＭに予め記憶されている制御プログラムおよび制御用データに基づいて、ＲＡＭの一部を作業領域として、ＣＰＵにより給湯装置１００に設けられた追焚循環ポンプ５３や貯湯循環ポンプ２４等をコンピューター制御により制御する。また、制御部６０は、ヒートポンプユニット３０の制御部（図示略）に制御信号を送信して、ヒートポンプユニット３０の運転を制御する。

次に、制御部６０により実行される給湯装置１００の凍結防止運転について説明する。
図３に示すフローチャートは、風呂の追焚制御以外の時の凍結防止運転の手順を示したものである。
まず、制御部６０は、温度センサー１０４から入力される温度検出信号Ｓに基づいて、タンクユニットケース１０内の温度が予め設定された「所定の温度」以下になったか否かを判別する（ステップＳ１）。
ここで、「所定の温度」は、貯湯タンク１１に接続される給水管１５、排水管１６又は蛇口給湯配管８０に滞留する水の凍結を防止する観点から、水の氷点以上の温度で適宜適切な値を設定することができ、例えば、６℃〜９℃の範囲で適宜設定することが好ましい。本実施の形態では、給水管１５、排水管１６及び蛇口給湯配管８０には、それぞれ凍結防止用ヒーター１０１、１０２、１０３が設けられている。これらの凍結防止用ヒーター１０１、１０２、１０３は、それぞれタンクユニットケース１０内の温度が「５℃」以下になった場合に、ヒーターオンされるように設定されている。そこで、本実施の形態では、凍結防止用ヒーター１０１、１０２、１０３の作動頻度を低減する観点から、「所定の温度」は凍結防止用ヒーター１０１、１０２、１０３の作動開始温度よりも高い「１０℃」に設定されている。

ステップＳ１において、タンクユニットケース１０内の温度が「所定の温度」、すなわち、「１０℃」以下に低下したと判別された場合（ステップＳ１；Ｙ）、制御部６０は、追焚循環ポンプ５３を作動させる（ステップＳ２）。このとき、追焚用温水循環配管５２を介して放熱器５４と貯湯タンク１１との間で循環させる温水の流量は、貯湯タンク１１の下部１３から貯湯タンク１１内に戻される温水の温度が「所定の戻し温度」となるように追焚循環ポンプ５３の回転数が制御される。ここで、「所定の戻し温度」は、例えば、２０℃程度とすることができる。この「所定の戻し温度」は、任意の温度とすることができるが、給水管１５を介して貯湯タンク１１内に給水される常温の市水と同程度の温度であることが好ましい。

次に、制御部６０は、温度センサー１０４から入力される温度検出信号Ｓに基づいて、タンクユニットケース１０内の温度が凍結防止用ヒーター１０１、１０２、１０３の作動開始温度以下に低下しないか否かを監視する（ステップＳ３）。ここで、上述の通り、凍結防止用ヒーター１０１、１０２、１０３の作動開始温度は、本実施の形態では「５℃」と設定されている。
ステップＳ３において、タンクユニットケース１０内の温度が「５℃」以下に低下したと判別された場合、凍結防止用ヒーター１０１、１０２、１０３がオンされる（ステップＳ４）。これにより、給水管１５、排水管１６及び蛇口給湯配管８０が、それぞれ凍結防止用ヒーター１０１、１０２、１０３により直接温められる。
そして、制御部６０は、タンクユニットケース１０内の温度が、ヒーター作動停止温度になったか否かを監視する（ステップＳ４）。ここで、本実施の形態では、ヒーター作動停止温度は、上述した「所定の温度」よりも低い「８℃」に設定されている。

ステップＳ５において、タンクユニットケース１０内の温度が、ヒーター作動停止温度である８℃に達した場合、凍結防止用ヒーター１０１、１０２、１０３はオフされる（ステップＳ６）。
そして、制御部６０は、タンクユニットケース１０内の温度が予め設定された「目標温度」に達したか否かを監視する（ステップＳ７）。
ここで、「目標温度」は上記「所定の温度」よりも所定の程度高い温度で適宜設定することができる。本実施の形態では、「目標温度」を「１３℃」としている。

ステップＳ７において、タンクユニットケース１０内の温度が「目標温度」に達するまで、追焚循環ポンプ５３を作動させて、追焚加熱循環回路部５０Ａにおいて貯湯タンク１１内の温水を循環させて、放熱器５４において温水の有する熱を放散させることによりタンクユニットケース１０内を昇温する。
そして、タンクユニットケース１０内の温度が「目標温度」に達した場合（ステップＳ７；Ｙ）、制御部６０は、追焚循環ポンプ５３の作動を停止させて、温水の循環を停止させる（ステップＳ８）。
以上の処理を繰り返し行い、給湯装置１００の電源が遮断された場合（ステップＳ９；Ｙ）、上記処理を終了する。

但し、図３に示した処理は、風呂の追焚制御以外の時に行われる凍結防止運転の手順を示したものである。風呂の追焚制御時は、制御部６０の制御の下、風呂の追焚が完了するまで追焚循環ポンプ５３により追焚加熱循環回路部５０Ａにおいて貯湯タンク１１内の温水が循環される。また、追焚用熱交換器５１において熱交換後の温水が放熱器５４において放熱し、貯湯タンク１１に貯湯タンク１１の下部１３から戻される。従って、風呂の追焚時には放熱器５４において温水の有する熱がタンクユニットケース１０内に放散されることから、タンクユニットケース１０内が昇温し、給水管１５、排水管１６及び給湯配管４０の凍結が防止される。風呂の追焚制御時において、タンクユニットケース１０内の温度が、凍結防止用ヒーター１０１、１０２、１０３の作動開始温度以下となった場合は、ステップＳ３〜ステップＳ６と同様に、タンクユニットケース１０内の温度が作動停止温度に達するまで、凍結防止用ヒーター１０１、１０２、１０３がオンとなり、給水管１５、排水管１６及び蛇口給湯配管８０を昇温する。

また、本実施の形態の給湯装置１００は、貯湯循環配管２０の凍結を防止するための凍結防止経路２００が設けられている。凍結防止経路２００は、貯湯循環配管２０のヒートポンプ往管２３と、ヒートポンプユニット３０の図示しないガスクーラーと、ヒートポンプ戻管２５と、接続部２７及び三方弁２１の他方の出口２１Ｃに接続される凍結防止配管２８とによって形成される閉経路である。制御部６０は、貯湯循環配管２０の凍結防止運転を行う場合、凍結防止配管２８とヒートポンプ往管２３とを連通させる方向に三方弁２１の弁開方向を切り替えて、貯湯循環ポンプ２４を駆動させ、貯湯循環配管２０内に滞留する水を循環させて、貯湯循環配管２０内に滞留した水の凍結を防止する。

以上説明した本実施の形態の給湯装置１００によれば、タンクユニットケース１０内の温度が「所定の温度」（１０℃）以下になった場合、貯湯タンク１１内の温水を追焚加熱循環回路部５０Ａにおいて循環させて、放熱器５４によりタンクユニットケース１０内に放熱するようにしたので、給水管１５、排水管１６及び蛇口給湯配管８０等の凍結を防止する必要がある場合はタンクユニットケース１０内の温度を昇温させて、貯湯タンク１１に接続されたこれらの給水管１５、排水管１６及び蛇口給湯配管８０等に滞留する水の凍結を防止することができる。

また、上記実施の形態の給湯装置１００は、上記給水管１５、排水管１６及び蛇口給湯配管８０の凍結防止を確実に行うために、凍結防止用ヒーター１０１、１０２、１０３が設けられている。本実施の形態では、「所定の温度」、すなわち、風呂の追焚制御以外の時に追焚循環ポンプ５３の作動を開始する温度を、これらの凍結防止用ヒーター１０１、１０２、１０３の作動開始温度よりも高い温度に設定しているため、これらの凍結防止用ヒーター１０１、１０２、１０３の作動頻度を確実に減少させて、電力消費量を低減することができる。
また、上記実施の形態の給湯装置１００では、タンクユニットケース１０内の温度が「目標温度」に達した場合に、追焚循環ポンプ５３を停止させている。このため、タンクユニットケース１０内の温度を目標温度まで昇温することができた場合には、貯湯タンク１１内の温水が、給湯目的以外に使用されるのを防止して、風呂や蛇口を通じて給湯する際に、貯湯タンク１１内の温水量が不足するのを防止することができる。また、追焚循環ポンプ５３を作動させる時間を必要な時間に限定して行うことができ、消費電力を低減することができる。

また、本実施の形態の給湯装置１００は、追焚加熱循環回路部５０Ａを利用し、追焚用熱交換器５１の下流に放熱器５４を設けたので、既存の風呂の追焚機能付きの給湯装置の構成を大きく変えることなく、本発明を簡易に適用することができる。これにより、簡易に寒冷地仕様の給湯装置を構成することができる。
また、凍結防止運転が不要な場合にも、追焚用熱交換器５１の下流に放熱器５４を設けることにより、風呂水と熱交換後の温水を放熱器５４で更に放熱させることができる。これにより、貯湯タンク１１内に低温の温水を戻すことができる。例えば、貯湯タンク１１内に貯留された８０℃〜９０℃程度の温水を利用して、風呂の追焚を行った場合、追焚用熱交換器５１で風呂水と熱交換された温水の温度は、３０℃〜３５℃程度の中温となる。この様な中温の温水を貯湯タンク１１の上部１２から貯湯タンク１１の中央部に戻した場合、貯湯タンク１１内に貯湯された高温（例えば、８０℃〜９０℃）の温水を冷ましてしまう可能性がある。貯湯タンク１１内の温水の温度が低下した場合は、貯湯タンク１１内の温水を再度昇温させる必要がある。また、給湯可能な温水量を低減させることにもなる。これを避けるべく、中温の温水を貯湯タンク１１の中央部から貯湯タンク１１の下部１３に戻した場合、ヒートポンプユニット３０は、貯湯タンク１１の下部１３に貯留された中温の温水を昇温させることになる。ヒートポンプユニット３０を利用して貯湯タンク１１内の温水を昇温させる場合、中温の温水を高温にする際にヒートポンプユニット３０の効率が悪化する。従って、放熱器５４により放熱後の温水を貯湯タンク１１の下部１３に戻すことで、放熱器５４により放熱後の温水を給水管１５を介して給水される水と同様に取り扱うことができ、貯湯タンク１１内の高温の温水を冷ますことなく、また、ヒートポンプユニット３０を利用して貯湯タンク１１内の温水を昇温させる際の効率を向上することができる。

以上説明した本発明の実施の形態は、本発明の一態様であり、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において適宜変更可能であるのは勿論である。
例えば、上記実施の形態において、凍結防止運転を行う際は、図３のフローチャートに示す手順に従うものとしたが、例えば、図４に示すフローチャートに従って凍結防止運転を行ってもよい。但し、図４に示すフローチャートは、図３と同様に風呂の追焚制御以外の時の凍結防止運転の手順を示したものである。

以下、図４に示すフローチャートについて説明する。
制御部６０は、まず、タンクユニットケース１０内の温度が予め設定された「第一の所定の温度」以下に低下したか否かを判別する（ステップＳ１１）。ここで、「第一の所定の温度」は、図３に示す「所定の温度」と同じ温度とすることができる。本実施の形態では、「１０℃」に設定されているものとする。
ステップＳ１１において、タンクユニットケース１０内の温度が「第一の所定の温度」以下に低下した場合（ステップＳ１１；Ｙ）、制御部６０は追焚循環ポンプ５３を作動させる（ステップＳ１２）。
次に、制御部６０は、温度センサー１０４から入力される温度検出信号Ｓに基づいて、タンクユニットケース１０内の温度が「第二の所定の温度」以下になったか否かを判別する（ステップＳ１３）。ここで、「第二の所定の温度」は、上記「第一の所定の温度」よりも低く、水の氷点よりも高い温度範囲において適宜設定することができる。ここでは、凍結防止用ヒーター１０１、１０２、１０３の作動頻度を低減する観点から、凍結防止用ヒーター１０１、１０２、１０３の作動開始温度「５℃」よりも高く、「第一の所定の温度」（１０℃）よりも低い「６℃」に設定されているものとして以下説明する。

タンクユニットケース１０内の温度が、「第二の所定の温度」である６℃以下に低下した場合（ステップＳ１３；Ｙ）、制御部６０は追焚循環ポンプ５３の回転数を上げて、追焚用温水循環配管５２を介して、貯湯タンク１１と放熱器５４との間の温水の循環量を増加させる（ステップＳ１４）。これにより、放熱量を増加させることができる。
一方、タンクユニットケース１０内の温度が「第二の所定の温度」以下ではないと判別した場合（ステップＳ１３；Ｎ）及び、ステップＳ１４において温水の循環量を増加させた後、制御部６０はタンクユニットケース１０内の温度が「目標温度」に達したか否かを判別する（ステップＳ１５）。
ここでは、「目標温度」は、図３における「目標温度」と同じ「１３℃」に設定されているものとする。

そして、タンクユニットケース１０内の温度が「目標温度」として設定された「１３℃」に達した場合、次に、制御部６０は、追焚循環ポンプ５３を停止させる（ステップＳ１６）。そして、給湯装置１００の電源が遮断されるまで（ステップＳ１７；Ｙ）、タンクユニットケース１０内の温度が「第一の所定の温度」以下になる都度、風呂の追焚制御以外の時でも、追焚循環ポンプ５３を作動させて、貯湯タンク１１内の温水を追焚加熱循環回路部５０Ａにおいて循環させ、放熱器５４において温水が有する熱を放散させて、タンクユニットケース１０内を昇温させる。

この様に、タンクユニットケース１０内の温度が「第二の所定の温度」以下に低下した場合は、追焚加熱循環回路部５０Ａにおいて貯湯タンク１１内の温水を循環させる循環量を増加させる（ステップＳ１４）ことにより、凍結防止用ヒーター１０１、１０２、１０３の作動頻度をより低減することができる。
但し、上記実施の形態において、示した「所定の温度」、「第一の所定の温度」、「第二の所定の温度」、「目標温度」、凍結防止用ヒーター１０１、１０２、１０３の「作動開始温度」及び「作動停止温度」の値は一例であり、給湯装置１００の設置場所に応じて適宜設定することができるのは勿論である。
また、上記実施の形態では、貯湯タンク１１内の温水を、ヒートポンプユニット３０を利用して昇温するものとしたが、貯湯タンク１１内の温水を昇温するための手段はヒートポンプユニット３０に限定されるものではないのは勿論である。

本発明の実施の形態の給湯装置の回路構成を示す図である。 本発明の実施の形態の給湯装置の概観構成例を示す側面視図である。 本発明の実施の形態の凍結防止運転の手順を示すフローチャートである。 凍結防止運転の他の手順を示すフローチャートである。

１０ タンクユニットケース
１１ 貯湯タンク
１５ 給水管
１６ 排水管
２０ 貯湯循環配管
２４ 貯湯循環ポンプ
３０ ヒートポンプユニット
４０ 給湯配管
５０Ａ 追焚加熱循環回路部
５１ 追焚用熱交換器
５２ 追焚用温水循環配管
５３ 追焚循環ポンプ
５４ 放熱器
６０ 制御部
７０ 風呂給湯配管
８０ 蛇口給湯配管（給湯管）
１００ 給湯装置
１０４ 温度センサー

Claims (5)

1. タンクユニットケース内に、給水管、排水管又は給湯管の少なくともいずれか一が接続された貯湯タンクを備え、前記貯湯タンクには、前記タンクユニットケース内の温度が所定の温度以下になった場合、前記貯湯タンク内の温水を循環させて、前記タンクユニットケース内に放熱する放熱器を接続したことを特徴とする給湯装置。
2. タンクユニットケース内に、給水管、排水管又は給湯管の少なくともいずれか一が接続された貯湯タンクと、風呂の追焚用熱交換器と、前記貯湯タンク内の温水を、前記貯湯タンクおよび前記追焚用熱交換器の間で循環させる追焚循環ポンプとを備えた給湯装置であって、
   前記追焚用熱交換器の下流に設けられる放熱器と、
   前記風呂の追焚制御時に、前記追焚循環ポンプを作動し、前記放熱器で放熱した温水を前記貯湯タンクに戻すと共に、前記風呂の追焚制御以外の時でも、前記タンクユニットケース内の温度が所定の温度以下になった場合、前記追焚循環ポンプを作動させる制御部と、
   を備えたことを特徴とする給湯装置。
3. 前記制御部は、前記風呂の追焚制御以外の時に、前記追焚循環ポンプを作動させた場合、前記タンクユニットケース内の温度が所定の目標温度に達した場合、前記追焚循環ポンプの作動を停止させること、
   を特徴とする請求項２記載の給湯装置。
4. 前記制御部は、前記風呂の追焚制御以外の時に、前記追焚循環ポンプを作動させた場合、前記放熱器で放熱した温水が所定の戻し温度となるように、前記追焚循環ポンプを制御して放熱器に対する温水の流量を調整すること、
   を特徴とする請求項２又は３に記載の給湯装置。
5. 圧縮機、ガスクーラー、減圧装置及び蒸発器を有したヒートポンプユニットと、
   前記ヒートポンプユニットのガスクーラーと前記貯湯タンクとを接続し、該貯湯タンク内の温水を、貯湯循環ポンプを介して循環し、前記ガスクーラーで熱交換して、昇温した温水を前記貯湯タンクに戻す貯湯循環配管と、
   を備えたことを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の給湯装置。

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