JP2015031505A - 貯湯式給湯機 - Google Patents

Abstract

【課題】加熱対象の加熱負荷が大きい場合であっても、加熱に要する時間を抑制し、且つ、タンクの蓄熱量が不足に陥ることを確実に防止することのできる貯湯式給湯機を提供すること。
【解決手段】本発明の貯湯式給湯機１００は、加熱対象の温度を検出する温度検出手段（浴槽出口側サーミスタ５３）と、加熱手段（ヒートポンプユニット６０）を稼動させ、加熱手段により加熱された高温液体を熱源液体として第１回路により熱交換器（利用側熱交換器２２）へ送る第１加熱運転と、タンク（貯湯タンク１０）に貯留された高温液体を熱源液体として第２回路により熱交換器へ送る第２加熱運転とを切り替える制御手段（制御部７０）を備え、制御手段は、加熱開始時の加熱対象の温度が予め設定された切替温度より低い場合には、第１加熱運転を行い、加熱対象の温度が切替温度以上になった後、第２加熱運転を行う。
【選択図】図５

Description

本発明は、貯湯式給湯機に関する。

ヒートポンプ等の加熱手段により生成した高温の湯を貯留する貯湯タンクを備え、この貯湯タンクから必要時に湯を取り出して利用することのできる貯湯式給湯機が広く用いられている。このような貯湯式給湯機において、高温湯の熱により加熱対象（例えば、浴槽に貯留された浴槽水）を加熱する熱交換器を備えたものがある。

特許文献１には、ヒートポンプで加熱された高温湯を直接的に熱交換器に送るヒートポンプ直接追い焚き運転と、貯湯タンクから取り出された高温湯を熱交換器に送る貯湯追い焚き運転とを選択可能な貯湯式給湯機が開示されている。この貯湯式給湯機では、ヒートポンプから供給される湯の温度が所定温度に達していない場合には貯湯追い焚き運転を行い、所定温度に達した場合にはヒートポンプ直接追い焚き運転を行う。また、この貯湯式給湯機では、追い焚き開始時の風呂設定温度、現在の湯温、湯量、および貯湯タンク内の湯温等から追い焚き時間を算出し、当該算出された追い焚き時間が、ヒートポンプが十分能力を出しうる時間以上か否かによって、ヒートポンプ直接追い焚き運転と貯湯追い焚き運転とのどちらか一方を選択する。

特開２００７−１１３８３６号公報

特許文献１に開示された貯湯式給湯機では、上記のような判断基準によって、ヒートポンプ直接追い焚き運転と貯湯追い焚き運転とのどちらか一方を選択する。ヒートポンプ直接追い焚き運転は、貯湯追い焚き運転に比べて、加熱能力が小さい。このため、特許文献１に開示された貯湯式給湯機では、冷え切った浴槽を暖め直す場合のように、負荷の大きな追い焚きを行う場合において、ヒートポンプ直接追い焚き運転が選択された場合には、追い焚きが完了するまでに長い時間がかかるという問題がある。一方、負荷の大きな追い焚きを行う場合において、貯湯追い焚き運転が選択された場合には、貯湯タンクの蓄熱量が大きく減少し、蓄熱量不足に陥るおそれがある。このようなことから、特許文献１に開示された貯湯式給湯機では、ユーザーの利便性が悪化するという問題点がある。

本発明は、上述のような課題を解決するためになされたもので、加熱対象の加熱負荷が大きい場合であっても、加熱に要する時間を抑制し、且つ、タンクの蓄熱量が不足に陥ることを確実に防止することのできる貯湯式給湯機を提供することを目的とする。

本発明に係る貯湯式給湯機は、液体を加熱する加熱手段と、加熱手段により加熱された高温液体を貯留するタンクと、熱源液体の熱により加熱対象を加熱する熱交換器と、加熱手段から熱交換器へ熱源液体を送る第１回路と、タンクから熱交換器へ熱源液体を送る第２回路と、加熱対象の温度を検出する温度検出手段と、加熱手段を稼動させ、加熱手段により加熱された高温液体を熱源液体として第１回路により熱交換器へ送る第１加熱運転と、タンクに貯留された高温液体を熱源液体として第２回路により熱交換器へ送る第２加熱運転とを切り替える制御手段と、を備え、制御手段は、加熱開始時の加熱対象の温度が予め設定された切替温度より低い場合には、第１加熱運転を行い、加熱対象の温度が切替温度以上になった後、第２加熱運転を行うものである。

本発明によれば、加熱対象の加熱負荷が大きい場合であっても、加熱に要する時間を抑制し、且つ、タンクの蓄熱量が不足に陥ることを確実に防止することが可能となる。

本発明の実施の形態１の貯湯式給湯機を示す構成図である。 本発明の実施の形態１の貯湯式給湯機における貯湯運転時の回路構成図である。 本発明の実施の形態１の貯湯式給湯機におけるヒートポンプ直接追い焚き運転時の回路構成図である。 本発明の実施の形態１の貯湯式給湯機における貯湯追い焚き運転時の回路構成図である。 本発明の実施の形態１の貯湯式給湯機において、浴槽の加熱要求を受けた場合に制御部が実行する処理を示すフローチャートである。 本発明の実施の形態２の貯湯式給湯機において、浴槽の加熱要求を受けた場合に制御部が実行する処理を示すフローチャートである。

以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。なお、各図において共通する要素には、同一の符号を付して、重複する説明を省略する。

実施の形態１．
図１は、本発明の実施の形態１の貯湯式給湯機を示す構成図である。図１に示すように、本実施の形態１の貯湯式給湯機１００は、貯湯タンクユニット１と、ヒートポンプサイクルを利用するように構成されたヒートポンプユニット６０とを備えている。貯湯タンクユニット１とヒートポンプユニット６０とは、ヒートポンプ入口配管４１とヒートポンプ出口配管４２と電気配線（図示省略）とを介して接続されている。また、貯湯タンクユニット１には、制御部７０（制御手段）が内蔵されている。貯湯タンクユニット１およびヒートポンプユニット６０が備える各種の弁類、ポンプ類等の作動は、これらと電気的に接続された制御部７０により制御される。以下、貯湯式給湯機１００の各構成要素について説明する。

ヒートポンプユニット６０は、液体（本実施の形態１では、水）を加熱する加熱手段として機能する。ヒートポンプユニット６０は、圧縮機６１、沸き上げ用熱交換器６２、膨張弁６３および空気熱交換器６４を冷媒循環配管６５にて環状に接続した冷凍サイクル（ヒートポンプサイクル）装置を有している。沸き上げ用熱交換器６２は、圧縮機６１で圧縮された高温高圧の冷媒と水と熱交換を行うことにより水を加熱するものである。また、ＨＰ出口側サーミスタ６６は、沸き上げ用熱交換器６２で加熱された高温湯の温度を検出するための温度センサであり、ヒートポンプ出口配管４２に設けられている。ヒートポンプユニット６０では、冷媒として例えば二酸化炭素を用い、臨界圧を越える圧力で運転することが好ましい。

貯湯タンクユニット１には、ヒートポンプユニット６０により加熱された高温液体（本実施の形態１では、高温湯）を貯留する貯湯タンク１０と、後述する各種の部品および配管などが内蔵されている。貯湯タンク１０の下部には、市水（低温水）を供給する給水配管２が接続されている。貯湯タンク１０の上部には、貯湯タンク１０内に貯留された高温湯を取り出すための給湯配管３が接続されている。貯湯タンク１０には、ヒートポンプユニット６０により加熱された高温湯が上部から流入し、給水配管２からの低温水が下部から流入する。これにより、貯湯タンク１０内には、上側が高温、下側が低温となる温度成層が形成される。また、貯湯タンク１０の表面には、貯湯タンク１０内の湯水の温度分布を検出するために、複数の残湯サーミスタ１１，１２が高さを異ならせて取り付けられている。これらの残湯サーミスタ１１，１２により取得された温度分布に基づいて、貯湯タンク１０内の残湯量すなわち蓄熱量が把握され、後述する貯湯運転（沸き上げ運転）の開始および停止などが制御される。

また、貯湯タンクユニット１内には、循環ポンプ２１および利用側熱交換器２２が内蔵されている。循環ポンプ２１は、貯湯タンクユニット１内の後述する各種配管に湯水を循環させるためのポンプである。利用側熱交換器２２は、熱源液体の熱により加熱対象（本実施の形態１では、浴槽５０に貯留された浴槽水）を加熱するものである。本実施の形態１の貯湯式給湯機１００は、ヒートポンプユニット６０により加熱された高温湯を熱源液体として利用側熱交換器２２に送る第１回路と、貯湯タンク１０から取り出された高温湯を熱源液体として利用側熱交換器２２に送る第２回路とを有する。第１回路および第２回路の具体的な構成は後述する。利用側熱交換器２２には、浴槽５０から導出された浴槽水を循環させる浴槽水循環回路５１が更に接続されている。浴槽水循環回路５１には、浴槽水を循環させるための２次側循環ポンプ５２と、浴槽５０から出た浴槽水の温度を検出する浴槽出口側サーミスタ５３とが設置されている。

次に、貯湯式給湯機１００が備える弁類および配管類について説明する。貯湯タンクユニット１には、三方弁３１および四方弁３２が内蔵されている。三方弁３１は、湯水が流入する２つの入口（ａポート、ｂポート）と、湯水が流出する１つの出口（ｃポート）とを有する流路切替手段であり、ａポートもしくはｂポートのどちらかから湯水が流入するように湯水の経路を切り替え可能に構成されている。四方弁３２は、湯水が流入する２つの入口（ｂポート、ｃポート）と、湯水が流出する２つの出口（ａポート、ｄポート）とを有する流路切替手段であり、３つの経路、すなわち、ａ−ｂ経路、ａ−ｃ経路、およびｃ−ｄ経路の間で流路形態を切り替え可能に構成されている。

貯湯式給湯機１００は、前述したヒートポンプ入口配管４１およびヒートポンプ出口配管４２のほか、タンク下部配管４０、タンク上部配管４３、タンク戻し配管４４、利用側熱交換器１次側入口配管４５、利用側熱交換器１次側出口配管４６およびバイパス配管４７を有している。タンク下部配管４０は、貯湯タンク１０の下部と、三方弁３１のａポートとを接続する。ヒートポンプ入口配管４１は、三方弁３１のｃポートと、ヒートポンプユニット６０の入水口とを接続する。循環ポンプ２１は、ヒートポンプ入口配管４１の途中に配置されている。ヒートポンプ出口配管４２は、ヒートポンプユニット６０の出水口と、四方弁３２のｃポートとを接続する。タンク上部配管４３は、四方弁３２のｄポートと、貯湯タンク１０の上部とを接続する。タンク戻し配管４４は、四方弁３２のａポートと、貯湯タンク１０の高さ方向の中央部から下部の間に設けられた戻し口とを接続する。利用側熱交換器１次側入口配管４５は、タンク上部配管４３の、貯湯タンク１０の上部と四方弁３２との間から分岐し、利用側熱交換器２２の１次側入口に接続される。利用側熱交換器１次側出口配管４６は、利用側熱交換器２２の１次側出口と、三方弁３１のｂポートとを接続する。バイパス配管４７は、循環ポンプ２１の下流側のヒートポンプ入口配管４１から分岐し、四方弁３２のｂポートに接続される。

本実施の形態１の貯湯式給湯機１００では、以下の図２〜図４に示す運転状態に応じて三方弁３１を制御して、次の第１流路形態および第２流路形態を切り替えて使用する。三方弁３１の「第１流路形態」は、貯湯タンク１０の下部と沸き上げ用熱交換器６２とがタンク下部配管４０およびヒートポンプ入口配管４１を介して連通する流路形態である。三方弁３１の「第２流路形態」は、利用側熱交換器１次側出口配管４６と沸き上げ用熱交換器６２とがヒートポンプ入口配管４１を介して連通する流路形態である。

また、本実施の形態１の貯湯式給湯機１００では、以下の図２〜図４に示す運転状態に応じて四方弁３２を制御して、次の第１流路形態および第２流路形態を切り替えて使用する。四方弁３２の「第１流路形態」は、沸き上げ用熱交換器６２とタンク上部配管４３とがヒートポンプ出口配管４２を介して連通する流路形態である。四方弁３２の「第２流路形態」は、バイパス配管４７とタンク戻し配管４４とが連通する流路形態である。

図２は、本発明の実施の形態１の貯湯式給湯機１００における貯湯運転時の回路構成図である。貯湯運転（沸き上げ運転）は、ヒートポンプユニット６０を稼動して高温湯を生成し、この高温湯を貯湯タンク１０に貯える運転である。貯湯運転時には、三方弁３１は、第１流路形態が選択されるように制御される。これにより、タンク下部配管４０とヒートポンプ入口配管４１とが連通するとともに、利用側熱交換器１次側出口配管４６側を閉として利用側熱交換器２２からの流路が遮断される。また、四方弁３２は、第１流路形態が選択されるように制御される。これにより、ヒートポンプ出口配管４２とタンク上部配管４３とが連通するとともに、タンク戻し配管４４側およびバイパス配管４７側の流路が閉状態となる。

貯湯運転では、上記のように三方弁３１および四方弁３２が制御された状態で、循環ポンプ２１およびヒートポンプユニット６０を稼動させる。図２に示すように、貯湯運転では、貯湯タンク１０の下部から流出する低温水が、タンク下部配管４０、三方弁３１、循環ポンプ２１およびヒートポンプ入口配管４１を経由してヒートポンプユニット６０に導かれ、沸き上げ用熱交換器６２において加熱されて高温湯となる。この高温湯は、ヒートポンプ出口配管４２、四方弁３２およびタンク上部配管４３を経由して、貯湯タンク１０内に流入し、貯えられる。このような貯湯運転が実行されることで、貯湯タンク１０の内部では、上側から高温湯が貯えられていき、この高温湯の層が徐々に厚くなる。

図３は、本発明の実施の形態１の貯湯式給湯機１００におけるヒートポンプ直接追い焚き運転時の回路構成図である。ヒートポンプ直接追い焚き運転（第１加熱運転）は、ヒートポンプユニット６０の沸き上げ用熱交換器６２にて加熱された高温湯を、熱源液体として、直接、利用側熱交換器２２に送ることで、浴槽水を加熱する運転である。ヒートポンプ直接追い焚き運転時には、三方弁３１は、第２流路形態が選択されるように制御される。これにより、利用側熱交換器１次側出口配管４６とヒートポンプ入口配管４１が連通するとともに、タンク下部配管４０側の流路が閉状態となる。また、四方弁３２は、第１流路形態が選択されるように制御される。これにより、ヒートポンプ出口配管４２とタンク上部配管４３とが連通するとともに、タンク戻し配管４４側およびバイパス配管４７側の流路が閉状態となる。

ヒートポンプ直接追い焚き運転では、上記のように三方弁３１および四方弁３２が制御された状態で、循環ポンプ２１、ヒートポンプユニット６０および２次側循環ポンプ５２を稼動させる。図３に示すように、ヒートポンプ直接追い焚き運転では、浴槽５０から導出された浴槽水が利用側熱交換器２２を経由して浴槽５０へ戻るように、浴槽水循環回路５１内を循環する。また、沸き上げ用熱交換器６２にて加熱された高温湯（熱源液体）は、ヒートポンプ出口配管４２、四方弁３２、タンク上部配管４３および利用側熱交換器１次側入口配管４５を経由して、利用側熱交換器２２に導かれる。この高温湯は、利用側熱交換器２２にて浴槽水に熱を奪われることで温度低下し、中温水となる。この中温水は、利用側熱交換器１次側出口配管４６、三方弁３１、循環ポンプ２１およびヒートポンプ入口配管４１を経由してヒートポンプユニット６０に導かれ、沸き上げ用熱交換器６２にて再加熱され、高温湯となって再循環する。本実施の形態１では、ヒートポンプ出口配管４２、四方弁３２、タンク上部配管４３、利用側熱交換器１次側入口配管４５、利用側熱交換器１次側出口配管４６、三方弁３１、循環ポンプ２１およびヒートポンプ入口配管４１により、前述した第１回路が構成される。

図４は、本発明の実施の形態１の貯湯式給湯機１００における貯湯追い焚き運転時の回路構成図である。貯湯追い焚き運転（第２加熱運転）は、貯湯タンク１０に貯えられた高温湯を取り出し、この高温湯を熱源液体として利用側熱交換器２２に送ることで、浴槽水を加熱する運転である。貯湯追い焚き運転時には、三方弁３１は、第２流路形態が選択されるように制御される。これにより、利用側熱交換器１次側出口配管４６とヒートポンプ入口配管４１とが連通するとともに、タンク下部配管４０側を閉状態として貯湯タンク１０の下部からの流路が遮断される。また、四方弁３２は、第２流路形態が選択されるように制御される。これにより、循環ポンプ２１とタンク戻し配管４４とがバイパス配管４７を介して連通するとともに、ヒートポンプ出口配管４２側およびタンク上部配管４３側の流路が閉状態となる。

貯湯追い焚き運転では、上記のように三方弁３１および四方弁３２が制御された状態で、循環ポンプ２１および２次側循環ポンプ５２を稼動させる。ヒートポンプユニット６０の運転は、停止する。貯湯追い焚き運転では、浴槽５０から導出された浴槽水が利用側熱交換器２２を経由して浴槽５０へ戻るように、浴槽水循環回路５１内を循環する。この点は、ヒートポンプ直接追い焚き運転と同様である。一方、貯湯追い焚き運転では、図４に示すように、貯湯タンク１０の上部から流出する高温湯（熱源液体）が、タンク上部配管４３および利用側熱交換器１次側入口配管４５を経由して利用側熱交換器２２に導かれる。この高温湯は、利用側熱交換器２２にて浴槽水に熱を奪われることで温度低下し、中温水となる。この中温水は、利用側熱交換器１次側出口配管４６、三方弁３１、循環ポンプ２１、ヒートポンプ入口配管４１、バイパス配管４７、四方弁３２およびタンク戻し配管４４を経由して、貯湯タンク１０内に戻る。

ヒートポンプ直接追い焚き運転は、貯湯タンク１０に貯えた高温湯を利用しないため、貯湯タンク１０の蓄熱量を減少させることがないという第１の利点と、貯湯タンク１０内に中温水が生成されることがないという第２の利点がある。一方、ヒートポンプ直接追い焚き運転は、ヒートポンプユニット６０の能力によって加熱能力が制限されるため、貯湯追い焚き運転に比べて、加熱能力が低い。このため、ヒートポンプ直接追い焚き運転は、貯湯追い焚き運転に比べて、長い加熱時間が必要になる。

制御部７０は、ユーザーインターフェース装置（図示省略）と通信可能に接続されている。このユーザーインターフェース装置は、例えば、浴室、台所等に設置されるリモコン装置で構成される。制御部７０は、ユーザーインターフェース装置を介して、ユーザーから浴槽５０の加熱要求を受けた場合には、ヒートポンプ直接追い焚き運転または貯湯追い焚き運転を開始する。これにより、浴槽温度を目標温度（例えば、ユーザーが設定したふろ温度）まで昇温させる。また、ユーザーから浴槽５０の保温が要求されている場合には、制御部７０は、定期的に２次側循環ポンプ５２を稼動させて浴槽５０内の浴槽水を浴槽出口側サーミスタ５３まで引き込み、浴槽温度を検出する。そして、その検出された浴槽温度が目標温度に比べて所定温度以上低下している場合には、ヒートポンプ直接追い焚き運転または貯湯追い焚き運転を自動的に開始する。

次に、図５を参照して、本実施の形態１の貯湯式給湯機１００における特徴的な制御について説明する。図５は、本発明の実施の形態１の貯湯式給湯機１００において、浴槽５０の加熱要求を受けた場合に制御部７０が実行する処理を示すフローチャートである。まず、ステップＳ１では、２次側循環ポンプ５２を稼動させ、浴槽出口側サーミスタ５３により浴槽温度を検出し、ステップＳ２に進む。ステップＳ２では、ステップＳ１で検出した浴槽温度と、予め設定された切替温度とを比較する。その結果、ステップＳ１で検出した浴槽温度が切替温度より低い場合には、ステップＳ３に進む。ステップＳ３では、ヒートポンプ直接追い焚き運転を開始または継続させ、再度ステップＳ１に戻る。

一方、上記ステップＳ２において、ステップＳ１で検出した浴槽温度が切替温度以上の場合には、ステップＳ４に進む。ステップＳ４では、貯湯追い焚き運転を開始し、ＥＮＤに至る。なお、ステップＳ３からステップＳ１に戻った後、ステップＳ２で、ステップＳ１で検出した現在の浴槽温度が切替温度以上になった場合には、ステップＳ４に進むが、この場合のステップＳ４では、ヒートポンプ直接追い焚き運転を終了して貯湯追い焚き運転を開始する処理、すなわちヒートポンプ直接追い焚き運転から貯湯追い焚き運転へ切り替える処理を行う。また、貯湯追い焚き運転を開始した後の処理は、図５では省略しているが、浴槽温度がユーザーの設定した目標温度に達したときに貯湯追い焚き運転を終了する。また、一度貯湯追い焚き運転が選択された以降は、追い焚き運転が終了しない限り、ヒートポンプ直接追い焚き運転が再び選択されることはない。

切替温度は、浴槽５０が使用される通常の温度範囲よりも低い温度（例えば２５℃）に設定される。上述した図５の制御によれば、加熱開始時の浴槽温度、つまり初回のステップＳ１で検出した浴槽温度が切替温度以上である場合（例えば、加熱開始時の浴槽温度が２６℃、切替温度が２５℃の場合）には、ヒートポンプ直接追い焚き運転は行われず、貯湯追い焚き運転のみが行われる。これに対し、加熱開始時の浴槽温度が切替温度より低い場合（例えば、加熱開始時の浴槽温度が２０℃、切替温度が２５℃の場合）には、まず、ヒートポンプ直接追い焚き運転が行われる。そして、このヒートポンプ直接追い焚き運転によって浴槽温度が上昇していき、浴槽温度が切替温度以上になると、ステップＳ２からステップＳ４へ進む処理により、ヒートポンプ直接追い焚き運転から貯湯追い焚き運転へ切り替わる。その後は、浴槽温度が目標温度に達するまで、貯湯追い焚き運転が行われる。

このように、本実施の形態１によれば、加熱開始時の浴槽温度が切替温度より低い場合、すなわち追い焚きの加熱負荷が比較的大きい場合には、浴槽温度が切替温度以上になるまでヒートポンプ直接追い焚き運転を行う。したがって、加熱開始時の浴槽温度がどれだけ低くても、貯湯追い焚き運転を行うのは、浴槽温度を切替温度から目標温度に上昇させるまでの間に限定される。それゆえ、加熱開始時の浴槽温度がどれだけ低くても、貯湯追い焚き運転の加熱負荷が一定の限度を超えることはない。このため、冷え切った浴槽５０を暖め直す場合のように、負荷の大きな追い焚きを行う場合であっても、貯湯タンク１０の残湯量（蓄熱量）が不足に陥ること、すなわち湯切れが発生することを確実に抑制することができる。

負荷の大きな追い焚きを行う場合に、ヒートポンプ直接追い焚き運転のみによって浴槽５０を加熱するようにすれば、湯切れを確実に防止することはできる。しかしながら、加熱能力の低いヒートポンプ直接追い焚き運転のみで負荷の大きな追い焚きを行った場合、追い焚きの完了までに長い時間がかかり、利便性が悪い。これに対し、本実施の形態１によれば、加熱開始時の浴槽温度が切替温度より低い場合に、浴槽温度を切替温度に上昇させるまでの間は、加熱能力の低いヒートポンプ直接追い焚き運転を行うが、浴槽温度を切替温度から目標温度に上昇させるまでの間は、加熱能力の高い貯湯追い焚き運転を行う。このため、本実施の形態１によれば、負荷の大きな追い焚きを行う場合であっても、追い焚きの完了までに長い時間がかかることを確実に抑制することができる。

制御部７０は、切替温度を固定値として設定しても良い。また、制御部７０は、切替温度を条件に応じて変更しても良い。例えば、制御部７０は、以下の（１）〜（４）のうちの一つ、または複数を組み合わせて、切替温度を変更しても良い。

（１）浴槽５０の目標温度が高い場合には、浴槽５０の目標温度が低い場合に比べて、切替温度を高くしても良い。このように切替温度を変化させることにより、ユーザーの設定するふろ設定温度（目標温度）が変化しても、貯湯追い焚き運転の加熱負荷の最大値が変化することを抑制できるので、湯切れをより確実に抑制することができる。この（１）の場合、ユーザーの設定したふろ設定温度（目標温度）から、所定の温度幅（例えば、１２℃）だけ低い温度を、切替温度に設定しても良い。すなわち、ユーザーの設定するふろ設定温度（目標温度）の変化に対して、切替温度を連続的に変化させても良い。これにより、目標温度が変化しても、貯湯追い焚き運転の加熱負荷の最大値をほぼ一定にできるので、湯切れを更に確実に抑制することができる。あるいは、ユーザーの設定するふろ設定温度（目標温度）の変化に対して、切替温度を段階的に変化させても良い。

（２）加熱対象である浴槽水の総量が多い場合には、浴槽水の総量が少ない場合に比べて、切替温度を高くしても良い。浴槽水の総量にかかわらず切替温度が一定の場合には、浴槽水の総量が多くなると、貯湯追い焚き運転の加熱負荷の最大値が大きくなる。これに対し、この（２）によれば、浴槽水の総量が変化しても、貯湯追い焚き運転の加熱負荷の最大値が変化することを抑制できるので、湯切れをより確実に抑制することができる。なお、浴槽水の総量（ふろ設定湯量）は、ユーザーが、ユーザーインターフェース装置にて、例えば、１８０Ｌ、２００Ｌなどと設定することができる。図１〜図４では省略しているが、貯湯式給湯機１００は、浴槽５０に湯張りする際に、ユーザーが設定したふろ設定湯量になるように、浴槽５０への給湯量を制御する構成を備えている。このため、制御部７０は、浴槽水の総量を検知することができる。あるいは、浴槽５０の水位を検出する水位検出手段（図示省略）を設け、その検出された水位に基づいて制御部７０が浴槽水の総量を検知するように構成しても良い。この（２）において、浴槽水の総量の変化に対して、貯湯追い焚き運転の加熱負荷の最大値がほぼ一定になるように、切替温度を連続的に変化させることがより好ましい。あるいは、浴槽水の総量の変化に対して、切替温度を段階的に変化させても良い。

（３）貯湯タンク１０内の高温湯の温度とふろ設定温度（目標温度）との差が小さい場合には、この差が大きい場合に比べて、切替温度を高くしても良い。貯湯タンク１０内の高温湯の温度とふろ設定温度との差が小さい場合（例えば、貯湯タンク１０内の高温湯の温度が６５℃、ふろ設定温度が４２℃の場合）には、この差が大きい場合（例えば、貯湯タンク１０内の高温湯の温度が９０℃、ふろ設定温度が４２℃の場合）に比べて、貯湯タンク１０の蓄熱量が少ない。したがって、貯湯タンク１０内の高温湯の温度とふろ設定温度との差が小さい場合（すなわち蓄熱量が比較的少ない場合）には、この差が大きい場合（すなわち蓄熱量が比較的多い場合）に比べて、切替温度を高くすることにより、貯湯追い焚き運転の加熱負荷の最大値を小さくすることが望ましい。この（３）によれば、湯切れをより確実に抑制することができる。

（４）外気温度が低い場合には、外気温度が高い場合に比べて、切替温度を低くしても良い。ヒートポンプユニット６０の特性により、外気温度が低いほど、ヒートポンプ直接追い焚き運転の効率が低くなるため、ヒートポンプ直接追い焚き運転による加熱時間が長くなる結果、全体の加熱時間も長くなる傾向がある。これに対し、この（４）によれば、外気温度が低い場合には、切替温度を低くするので、ヒートポンプ直接追い焚き運転の時間を短縮することができる。このため、外気温度が低い場合であっても、全体の加熱時間が長くなることを確実に抑制することができる。なお、外気温度は、例えば、ヒートポンプユニット６０に設けられた外気温度センサにより検出される。または、制御部７０が通信によって外部から外気温度の情報を取得するようにしても良い。この（４）においては、例えば、外気温度が所定温度（例えば、１６℃）より低い場合には、外気温度がこの所定温度以上の場合に比べて、切替温度を低い値に設定する。あるいは、外気温度の変化に対して、切替温度を連続的に変化させても良い。

上述した実施の形態１では、浴槽５０に貯留された浴槽水を加熱対象とするものについて説明したが、本発明における加熱対象はこれに限定されるものではなく、例えば、室内を暖房する暖房用放熱器へ循環する暖房用循環液を加熱対象とするものにも本発明を同様に適用可能である。

また、上述した実施の形態１においては、ヒートポンプサイクルを、冷媒の圧力が臨界圧力以上となる超臨界ヒートポンプサイクルとしたが、本発明では、臨界圧力以下の一般のヒートポンプサイクルでもよいことは言うまでもない。また、この場合、冷媒としてはフロンガス、アンモニアなどを用いてもよい。

実施の形態２．
次に、図６を参照して、本発明の実施の形態２について説明するが、上述した実施の形態１との相違点を中心に説明し、同一部分または相当部分は同一符号を付し説明を省略する。

図６は、本発明の実施の形態２の貯湯式給湯機１００において、浴槽５０の加熱要求を受けた場合に制御部７０が実行する処理を示すフローチャートである。本発明の実施の形態２の貯湯式給湯機１００の機器構成は、実施の形態１と同様であるので、図示を省略する。

以下、図６を参照して、本実施の形態２の貯湯式給湯機１００における特徴的な制御について説明する。まず、ステップＳ１０では、２次側循環ポンプ５２を稼動させ、浴槽出口側サーミスタ５３により浴槽温度を検出し、ステップＳ２０に進む。ステップＳ２０では、ステップＳ１０で検出した現在の浴槽温度と、予め設定された切替温度とを比較する。その結果、ステップＳ１０で検出した浴槽温度が切替温度より低い場合（例えば、浴槽温度が２０℃、切替温度が２５℃の場合）には、ステップＳ３０に進む。ステップＳ３０では、ヒートポンプ直接追い焚き運転を開始または継続させ、ステップＳ５０に進む。

一方、上記ステップＳ２０において、ステップＳ１０で検出した浴槽温度が切替温度以上の場合（例えば、浴槽温度が２６℃、切替温度が２５℃の場合）には、ステップＳ４０に進む。ステップＳ４０では、貯湯追い焚き運転を開始し、ＥＮＤに至る。なお、貯湯追い焚き運転を開始した後の処理は、図６では省略しているが、浴槽温度がユーザーの設定した目標温度に達したときに貯湯追い焚き運転を終了する。

ステップＳ５０では、浴槽出口側サーミスタ５３により浴槽温度を検出し、ステップＳ６０に進む。ステップＳ６０では、ステップＳ５０で検出した現在の浴槽温度と、ヒートポンプ直接追い焚き運転の開始時の浴槽温度（つまりステップＳ１０で検出した浴槽温度）との差が、予め設定された温度差（例えば、３℃）以上かどうかを判断する。すなわち、ステップＳ６０の判断は、加熱開始時からの浴槽温度の上昇幅が、予め設定された温度上昇幅（例えば、３℃）以上になったかどうかの判断に相当する。ステップＳ６０で、加熱開始時からの浴槽温度の上昇幅が、予め設定された温度上昇幅に達していない場合（例えば、加熱開始時の浴槽温度が２４℃、現在の浴槽温度が２６℃、予め設定された温度上昇幅が３℃の場合）には、ステップＳ３０に戻り、ヒートポンプ直接追い焚き運転を継続させる。

一方、ステップＳ６０で、加熱開始時からの浴槽温度の上昇幅が、予め設定された温度上昇幅以上になった場合（例えば、加熱開始時の浴槽温度が２４℃、現在の浴槽温度が２８℃、予め設定された温度上昇幅が３℃の場合）には、ステップＳ２０に戻る。ステップＳ２０では、ステップＳ５０で検出した現在の浴槽温度と、予め設定された切替温度とを比較する。その結果、ステップＳ５０で検出した現在の浴槽温度が切替温度以上の場合（例えば、現在の浴槽温度が２８℃、切替温度が２５℃の場合）には、ステップＳ４０に進む。ステップＳ４０では、ヒートポンプ直接追い焚き運転を終了して貯湯追い焚き運転を開始する処理、すなわちヒートポンプ直接追い焚き運転から貯湯追い焚き運転へ切り替える処理を行う。なお、一度貯湯追い焚き運転が選択された以降は、追い焚き運転が終了しない限り、ヒートポンプ直接追い焚き運転が再び選択されることはない。

また、ステップＳ６０からステップＳ２０に戻った場合において、ステップＳ５０で検出した現在の浴槽温度が切替温度より低い場合（例えば、加熱開始時の浴槽温度が２０℃、現在の浴槽温度が２４℃、切替温度が２５℃、予め設定された温度上昇幅が３℃の場合）には、ステップＳ３０に進み、ヒートポンプ直接追い焚き運転を継続させる。

以上説明した制御を行うことにより、本実施の形態２では、前述した実施の形態１と同様の効果に加えて、以下のような効果が得られる。ヒートポンプユニット６０は、起動に多少の時間とエネルギーを必要とする。このため、ヒートポンプユニット６０を起動した後に短時間で停止することは、効率的ではない。すなわち、一旦ヒートポンプユニット６０を起動した場合は、ある程度の時間、ヒートポンプユニット６０の運転を継続しないと、ヒートポンプユニット６０の運転効率が悪くなる。このような事項に鑑みて、本実施の形態２では、ヒートポンプ直接追い焚き運転が開始された場合には、浴槽温度が切替温度以上になった場合であっても、加熱開始時からの浴槽温度の上昇幅が予め設定された温度上昇幅（例えば、３℃）以上になるまでは、ヒートポンプ直接追い焚き運転が継続される。このため、加熱開始時の浴槽温度が切替温度に比べて僅かに低い温度であり、ヒートポンプ直接追い焚き運転の開始後まもなく浴槽温度が切替温度に達したような場合でも、ヒートポンプ直接追い焚き運転が、ある程度の時間、継続される。このように、本実施の形態２では、加熱開始時の浴槽温度が切替温度に比べて僅かに低い温度であったような場合においても、ヒートポンプユニット６０が起動した後に短時間で停止されることがないので、ヒートポンプユニット６０の運転効率の悪化を確実に防止することができる。

１ 貯湯タンクユニット、２ 給水配管、３ 給湯配管、１０ 貯湯タンク、１１，１２ 残湯サーミスタ、２１ 循環ポンプ、２２ 利用側熱交換器、３１ 三方弁、３２ 四方弁、４０ タンク下部配管、４１ ヒートポンプ入口配管、４２ ヒートポンプ出口配管、４３ タンク上部配管、４４ タンク戻し配管、４５ 利用側熱交換器１次側入口配管、４６ 利用側熱交換器１次側出口配管、４７ バイパス配管、５０ 浴槽、５１ 浴槽水循環回路、５２ ２次側循環ポンプ、５３ 浴槽出口側サーミスタ、６０ ヒートポンプユニット、６１ 圧縮機、６２ 沸き上げ用熱交換器、６３ 膨張弁、６４ 空気熱交換器、６５ 冷媒循環配管、６６ ＨＰ出口側サーミスタ、７０ 制御部、１００ 貯湯式給湯機

Claims (8)

1. 液体を加熱する加熱手段と、
   前記加熱手段により加熱された高温液体を貯留するタンクと、
   熱源液体の熱により加熱対象を加熱する熱交換器と、
   前記加熱手段から前記熱交換器へ前記熱源液体を送る第１回路と、
   前記タンクから前記熱交換器へ前記熱源液体を送る第２回路と、
   前記加熱対象の温度を検出する温度検出手段と、
   前記加熱手段を稼動させ、前記加熱手段により加熱された高温液体を前記熱源液体として前記第１回路により前記熱交換器へ送る第１加熱運転と、前記タンクに貯留された高温液体を前記熱源液体として前記第２回路により前記熱交換器へ送る第２加熱運転とを切り替える制御手段と、
   を備え、
   前記制御手段は、加熱開始時の前記加熱対象の温度が予め設定された切替温度より低い場合には、前記第１加熱運転を行い、前記加熱対象の温度が前記切替温度以上になった後、前記第２加熱運転を行う貯湯式給湯機。
2. 前記制御手段は、加熱開始時の前記加熱対象の温度が前記切替温度以上である場合には、前記第１加熱運転を行わず、前記第２加熱運転を行う請求項１記載の貯湯式給湯機。
3. 前記制御手段は、前記加熱対象の目標温度が高い場合には前記目標温度が低い場合に比べて前記切替温度を高くする請求項１または２記載の貯湯式給湯機。
4. 前記制御手段は、前記加熱対象の総量が多い場合には前記総量が少ない場合に比べて前記切替温度を高くする請求項１乃至３の何れか１項記載の貯湯式給湯機。
5. 前記制御手段は、前記タンク内の前記高温液体の温度と前記加熱対象の目標温度との差が小さい場合には前記差が大きい場合に比べて前記切替温度を高くする請求項１乃至４の何れか１項記載の貯湯式給湯機。
6. 前記制御手段は、外気温度が低い場合には外気温度が高い場合に比べて前記切替温度を低くする請求項１乃至５の何れか１項記載の貯湯式給湯機。
7. 前記制御手段は、加熱開始時の前記加熱対象の温度が前記切替温度より低く、前記第１加熱運転を行っている場合に、前記加熱対象の温度が前記切替温度以上になり、且つ、加熱開始時からの前記加熱対象の温度上昇幅が予め設定された温度幅以上になったときに、前記第１加熱運転を終了し、前記第２加熱運転を開始する請求項１乃至６の何れか１項記載の貯湯式給湯機。
8. 前記加熱対象は、浴槽に貯留された浴槽水である請求項１乃至７の何れか１項記載の貯湯式給湯機。

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