JP2015064167A - ヒートポンプ給湯装置 - Google Patents

Abstract

【課題】湯余りが発生することを防止し、省エネルギー性に優れたヒートポンプ給湯装置を提供すること。
【解決手段】ヒートポンプサイクル１と、ヒートポンプサイクル１によって加熱生成した湯を貯湯する貯湯タンク３と、貯湯された湯の温度を検知する貯湯温度検知手段４０と、複数の運転モードを実行する制御手段５１と、を備え、複数の運転モードは、加熱生成した湯を貯湯タンク３に貯湯する貯湯運転モードと、浴槽への注湯を行う湯はり運転モードと、を含み、制御手段５１は、貯湯温度検知手段４０の検知温度が第１の所定値よりも低い場合に、湯はり運転モードにおいて、貯湯運転モードよりも低い温度の湯を加熱生成し、加熱生成された湯を浴槽への注湯に使用するので、貯湯温度に基づいてヒートポンプサイクル１により水を加熱しながら注湯をするか否かを判断することができ、湯余りを抑制しつつ、省エネルギー性を向上させることができる。
【選択図】図１

Description

本発明は、熱源としてヒートポンプサイクルを用いる給湯装置に関するものである。

従来、この種のヒートポンプ給湯装置には、例えば、図２２のようなものがある（例えば、特許文献１参照）。

図２２に示すように、この給湯装置は、圧縮機１０４、水冷媒熱交換器１０５、減圧手段１０６、空気熱交換器（蒸発器）１０７を冷媒配管で管状に接続したヒートポンプサイクルを備えている。貯湯タンク１０３の底部、ポンプ１１９、水冷媒熱交換器１０５が、ＨＰ配管１１８で順次接続されて沸き上げ回路が構成されている。また、水冷媒熱交換器１０５の出口湯温（以下、出湯温度と呼ぶ）は、ＨＰ配管１１８の途中に設置された出湯温度センサ１２１により検知する。

貯湯運転モード時には、貯湯タンク１０３の底部の水がポンプ１１９により水冷媒熱交換器１０５に搬送され、ここでヒートポンプサイクルの冷媒との熱交換を行って自身は加熱されて温水となり、ＨＰ配管１１８、出湯管１２０を経由して貯湯タンク１０３上部に戻される。

制御手段１２５は、操作手段１２４からの指示等に基づき、出湯温度やポンプ１１９の回転数、ヒートポンプサイクルの運転制御を行う。

貯湯タンク１０３の上部には出湯管１２０が接続されており、貯湯タンク１０３の底部には給水管１０９が接続されている。

給湯混合弁１１１は、出湯管１２０から供給される貯湯タンク上部の温水と給水管１０９から供給される水とを混合し、混合された所定温度の温水を、給湯配管１１３を経由して給湯端末１１４から給湯させる。給湯混合弁１１１出口の温水温度は、給湯配管１１３の途中に設置された給湯温度センサ１２２により検知する。

また、湯はり混合弁１１２は、出湯管１２０から供給される貯湯タンク上部の温水と給水管１０９から供給される水とを混合し、混合した所定温度の温水を湯はり配管１１５、湯はり開閉弁１１６を経由して浴槽１１７に給湯する。

湯はり混合弁１１２出口の温水温度は、湯はり配管１１５の途中に設置された湯はり温度センサ１２３により検知する。また、浴槽１１７の水位は、湯はり配管１１５の途中に設置された湯はり圧力センサ１２９により検知する。

また、制御手段１２５は、湯はり運転モードを実行することにより浴槽１１７への湯はりを行う。湯はり運転モードでは、開始時にヒートポンプサイクルを起動するとともに、湯はり開閉弁１１６を開く。これにより、ＨＰ配管１１８を通りヒートポンプサイクルによって加熱された温水と貯湯タンク１０３からのお湯とが出湯管１２０で合流して混合され、混合された温水は、湯はり混合弁１１２、湯はり配管１１５を介して、浴槽１１７へ供給される。

また、湯はり運転モード時の出湯温度を、貯湯運転モード時の出湯温度よりも低くし、かつ、加熱能力を低くすることによって、ヒートポンプサイクルの成績係数（以下、「Ｃ
ＯＰ」と称す）を、貯湯運転モード時のＣＯＰよりも向上させるように運転を行っている。

特許第４９７５０６７号公報

しかしながら、前記従来の構成では、湯はり運転モードにおいて、貯湯タンクに貯湯されている湯と、ヒートポンプサイクルで加熱された温水とを併用するため、貯湯タンクの湯の使用量が減少する。そのため、湯はり運転モードにおいて貯湯タンク内の湯とヒートポンプサイクルで加熱された温水との併用により、貯湯タンク内の残湯量が増大して湯余りが発生し、その結果、貯湯タンクに貯湯した湯からの放熱ロスが増加し、省エネルギー性が損なわれてしまうという課題を有していた。

本発明は、前記従来の課題を解決するもので、貯湯タンク内の湯の湯余りの発生を抑制し、省エネルギー性に優れたヒートポンプ給湯装置を提供することを目的とする。

前記従来の課題を解決するために、本発明のヒートポンプ給湯装置は、圧縮機、水冷媒熱交換器、減圧手段、蒸発器を冷媒配管で接続したヒートポンプサイクルと、前記ヒートポンプサイクルによって加熱生成した湯を貯湯する貯湯タンクと、前記貯湯タンクに貯湯された湯の温度を検知する貯湯温度検知手段と、少なくとも複数の運転モードを実行する制御手段と、を備え、前記複数の運転モードは、前記ヒートポンプサイクルによって加熱生成した湯を前記貯湯タンクに貯湯する貯湯運転モードと、浴槽への注湯を行う湯はり運転モードと、を含み、前記制御手段は、前記貯湯温度検知手段の検知温度が第１の所定値よりも低い場合に、前記湯はり運転モードにおいて、前記ヒートポンプサイクルによって前記貯湯運転モードよりも低い温度の湯を加熱生成し、加熱生成された湯を浴槽への注湯に使用することを特徴とするものである。

これにより、湯はり運転モードにおいて、貯湯温度に基づき、ヒートポンプサイクルによって水を加熱しながら注湯をするか否かを判断することができ、必要以上に湯が生成されることを抑制できる。

本発明によれば、貯湯タンク内の湯余りの発生を抑制しつつ、省エネルギー性に優れたヒートポンプ給湯装置を提供することができる。

本発明の実施の形態１におけるヒートポンプ給湯装置の構成図 同ヒートポンプ給湯装置の貯湯タンク内温度分布の変化を示す図 同ヒートポンプ給湯装置の湯はり運転モード開始時における制御フローチャート 同ヒートポンプ給湯装置の湯はり運転モード開始時における他の制御フローチャート 同ヒートポンプ給湯装置の湯はり運転モードにおいてヒートポンプサイクルの起動の有無を判断する際の比較判断の閾値の例を示す説明図 同ヒートポンプ給湯装置の湯はり運転モード開始時におけるさらに他の制御フローチャート 同ヒートポンプ給湯装置の湯はり運転モードにおいてヒートポンプサイクルの起動の有無を判断する際の他の比較判断の閾値の例を示す説明図 同ヒートポンプ給湯装置の湯はり運転モードの動作シーケンスを示すグラフ 同ヒートポンプ給湯装置におけるヒートポンプサイクルのＣＯＰと出湯温度との関係を示すグラフ 同ヒートポンプ給湯装置におけるヒートポンプサイクルの加熱能力と圧縮比との関係を示すグラフ 同ヒートポンプ給湯装置の湯はり運転モードにおけるヒートポンプサイクルの加熱能力とヒートポンプサイクルのＣＯＰとの関係を示すグラフ 同ヒートポンプ給湯装置の湯はり運転モードにおけるヒートポンプサイクルの加熱能力と風呂注湯ＣＯＰとの関係を示すグラフ 同ヒートポンプ給湯装置の湯はり運転モードにおける圧縮機回転数と風呂注湯ＣＯＰとの関係を示すグラフ 同ヒートポンプ給湯装置の湯はり運転モード終了時における制御フローチャート 同ヒートポンプ給湯装置の湯はり運転モードの完了時における他の制御フローチャート 同ヒートポンプ給湯装置の湯はり運転モードの完了時における運転モードの移行を判断する際の比較判断の閾値の例を示す説明図 同ヒートポンプ給湯装置の湯はり運転モードの完了時におけるさらに他の制御フローチャート 同ヒートポンプ給湯装置の湯はり運転モードの完了時における運転モードの移行を判断する際の比較判断の閾値の例を示す説明図 （ａ）ヒートポンプ給湯装置の中温出湯回路がある場合の貯湯タンク内の温度分布の変化を示した図、（ｂ）ヒートポンプ給湯装置の中温出湯回路がない場合の貯湯タンク内の温度分布の変化を示した図 本発明の実施の形態２におけるヒートポンプ給湯装置の構成図 本発明の実施の形態３におけるヒートポンプ給湯装置の構成図 従来のヒートポンプ給湯装置の構成図

第１の発明は、圧縮機、水冷媒熱交換器、減圧手段、蒸発器を冷媒配管で接続したヒートポンプサイクルと、前記ヒートポンプサイクルによって加熱生成した湯を貯湯する貯湯タンクと、前記貯湯タンクに貯湯された湯の温度を検知する貯湯温度検知手段と、少なくとも複数の運転モードを実行する制御手段と、を備え、前記複数の運転モードは、前記ヒートポンプサイクルによって加熱生成した湯を前記貯湯タンクに貯湯する貯湯運転モードと、浴槽への注湯を行う湯はり運転モードと、を含み、前記制御手段は、前記貯湯温度検知手段の検知温度が第１の所定値よりも低い場合に、前記湯はり運転モードにおいて、前記ヒートポンプサイクルによって前記貯湯運転モードよりも低い温度の湯を加熱生成しながら、加熱生成された湯を浴槽への注湯に使用することを特徴とするヒートポンプ給湯装置である。

これによって、湯はり運転モードでヒートポンプサイクルによって水を加熱して湯を生成するか否かを、貯湯温度に基づいて判断できる。よって、必要以上に湯を生成することを抑制することができる。したがって、ヒートポンプサイクルの沸き上げ温度を貯湯運転モードにおける沸き上げ温度よりも低くしてＣＯＰを向上させながら、湯余りが発生するような場合には、湯はり運転モードでヒートポンプサイクルによる水の加熱を行わず、余った湯からの放熱ロスを抑制することができる。したがって、省エネルギー性に優れたヒートポンプ給湯装置を提供することができる。

第２の発明は、特に、第１の発明において、給湯端末と浴槽とに供給される湯の給湯流量を検出する給湯流量検出手段と、給湯端末と浴槽とに供給される湯の給湯温度を検出する給湯温度検出手段と、を備え、前記制御手段は、前記給湯流量と前記給湯温度とから１日毎の積算給湯熱量を演算して記憶する給湯熱量演算手段を有し、前記制御手段は、前記積算給湯熱量が第２の所定値よりも大きい場合に、前記湯はり運転モードにおいて、前記ヒートポンプサイクルによって前記貯湯運転モードよりも低い温度の湯を加熱生成しながら、加熱生成された湯を浴槽への注湯に使用することを特徴とするものである。

これにより、貯湯温度に加え、日々の給湯熱量に基づいて、貯湯タンク内の湯の過不足を判断するので、より高い精度で湯余りの発生を予測することができ、湯はり運転モードでのヒートポンプサイクルの運転を行って発生する湯余りの量、および余った湯からの放熱ロスを抑制することができ、ヒートポンプ給湯装置のエネルギー消費効率を向上させることができる。

第３の発明は、特に、第２の発明において、前記貯湯タンクの湯と浴槽の湯とを熱交換させる風呂熱交換器を有する風呂追い焚き回路を備え、前記制御手段は、前記風呂追い焚き回路で使用された前記貯湯タンクの湯の保温熱量を演算し、１日毎の積算保温熱量として記憶する追い焚き熱量演算手段を有し、前記制御手段は、前記積算給湯熱量と前記積算保温熱量との合計が、前記第２の所定値よりも大きい場合に、前記湯はり運転モードにおいて、前記ヒートポンプサイクルによって前記貯湯運転モードよりも低い温度の湯を加熱生成しながら、加熱生成された湯を浴槽への注湯に使用することを特徴とするものである。

これにより、貯湯温度に加え、日々の追い焚きによる保温熱量に基づいて、貯湯タンク内の湯の過不足を判断するので、より高い精度で湯余りの発生を予測することができ、湯はり運転モードでのヒートポンプサイクルの運転を行って発生する湯余りの量、および余った湯からの放熱ロスを抑制することができ、ヒートポンプ給湯装置のエネルギー消費効率を向上させることができる。

第４の発明は、特に、第１〜３のいずれかの発明において、前記ヒートポンプサイクルは、高圧側の圧力が前記冷媒の臨界圧力となる状態で動作することを特徴とするものである。

これにより、ヒートポンプサイクルによって水を加熱して湯を生成するときのＣＯＰを高くすることができるので、貯湯運転モードと湯はり運転モードとの両方のモードにおいて、ヒートポンプサイクルの加熱効率を向上させ、その結果、ヒートポンプ給湯装置の省エネルギー性を向上させることができる。

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。なお、この実施の形態によって本発明が限定されるものではない。

（実施の形態１）
図１は、本発明の第１の実施の形態におけるヒートポンプ給湯装置の構成を示す図である。前記ヒートポンプ給湯装置は、ヒートポンプユニット２ａと貯湯ユニット２ｂとから構成されている。

ヒートポンプユニット２ａには、圧縮機４、水冷媒熱交換器５、膨張弁等の減圧手段６、空気熱交換器である蒸発器７を冷媒配管で環状に接続したヒートポンプサイクル１が設けられており、冷媒配管内部には冷媒が封入されている。８は、蒸発器７に空気を供給するファンである。冷媒としては、二酸化炭素やＨＦＣ冷媒を用いることができる。二酸化
炭素を冷媒として用いると、ヒートポンプサイクルの高圧側の圧力は冷媒の臨界圧力を超えた状態となり、ヒートポンプサイクルは超臨界状態で動作することとなる。

貯湯ユニット２ｂには、貯湯タンク３の底部、沸き上げ往き配管３２、水冷媒熱交換器５、沸き上げ戻り配管３３、四方切替弁１８ａ、貯湯タンク３を環状に接続した沸き上げ回路が設けられている。

沸き上げ往き配管３２の途中には、貯湯タンク３の底部の水を水冷媒熱交換器５に搬送する沸き上げポンプ２１が接続されている。

四方切替弁１８ａの入口側には沸き上げ戻り配管３３が接続されている。四方切替弁１８ａの出口側は沸き上げバイパス管３４により貯湯タンク３の底部と接続されており、四方切替弁１８ａの他の出口側は沸き上げ配管３５を介して貯湯タンク３の略頂部に接続されており、四方切替弁１８ａの他のもう１つの出口側は湯はり戻し配管３６を介して貯湯タンク３の上部に接続されている。

すなわち、沸き上げポンプ２１により搬送された沸き上げ戻り配管３３内の温水は、四方切替弁１８ａにより、貯湯タンク３の底部に戻る場合と、貯湯タンク３の上部（沸き上げ管３５または、湯はり戻し配管３６）に戻る場合とを切り替えることができるようになっている。

また、水冷媒熱交換器５の入口の水温を検知する入水温度センサである入水温度検知手段４１と、水冷媒熱交換器５の出口の水温を検知する出湯温度センサである出湯温度検知手段４２が設けられている。

貯湯タンク３の壁面には貯湯温度検知手段としての複数の残湯サーミスタ（温度センサ）４０ａ〜４０ｅが設置されており、残湯サーミスタ４０ａ〜４０ｅの温度により、貯湯タンク３内の蓄熱熱量を把握することができる。

水道からの水は、減圧弁２０が途中に接続された給水管１１を経由して、貯湯タンク３や後述する第３混合弁１４、第１混合弁１５へと供給される。給水管１１は、給水分岐部１２で第２給水分岐管１２ａ、第３給水分岐管１２ｂ、第１給水分岐管１２ｃに分岐しており、第２給水分岐管１２ａは、貯湯タンク３の底部に、第３給水分岐管１２ｂは第３混合弁１４に、第１給水分岐管１２ｃは第１混合弁１５にそれぞれ接続されている。

貯湯タンク３の上部には第１出湯管９が接続されている。貯湯タンク３の上下方向において第１出湯管９および湯はり戻し配管３６が接続された位置よりも下方、かつ貯湯タンク３の底部よりも上方の位置には中温出湯管１０が接続されている。第１出湯管９の他端は、出湯分岐管１６と追い焚き配管２５とに分岐しており、出湯分岐管１６は第２混合弁１３に、追い焚き配管２５は風呂熱交換器２４に接続されている。

給湯回路は、貯湯タンク３内の温水と水道から供給される水とを、第２混合弁１３、第３混合弁１４、第１混合弁１５で混合して所定温度の温水にして、カランやシャワーなどの給湯端末（図示していない）や浴槽に給湯する回路である。

第２混合弁１３は、第１出湯管９から供給される温水と中温出湯管１０から供給される温水とを混合して出湯合流管１７から流出させる。出湯合流管１７は第１出湯合流管分岐管１７ａと第２出湯合流管分岐管１７ｂとに分岐しており、第１出湯合流管分岐管１７ａは第３混合弁１４に、第２出湯合流管分岐管１７ｂは第１混合弁１５にそれぞれ接続されている。

第３混合弁１４は、第１出湯合流管分岐管１７ａから供給される温水と第３給水分岐管１２ｂから供給される水とを混合して給湯管２８から流出させ、カランやシャワーなどの給湯端末（図示していない）から所定温度の温水を給湯させる。

第３混合弁１４の出口側に接続された給湯管２８には第１給湯温度検知手段としての給湯温度センサ４３ａが設置されており、給湯端末から給湯する際には、給湯温度センサ４３ａの検知温度が目標設定温度（使用者がリモコン５０より設定する）になるように、制御手段５１により第３混合弁１４の混合比を制御する。

第１混合弁１５は、第２出湯合流管分岐管１７ｂから供給される温水と第１給水分岐管１２ｃから供給される水とを混合して風呂注湯管２７から流出させ、注湯弁１９、風呂往き配管２９、風呂戻り配管３０を介して所定温度の温水を浴槽３１に注湯させる。

第１混合弁１５の出口側に接続された風呂注湯管２７には第２給湯温度検知手段としての風呂給湯温度センサ４３ｂが設置されており、浴槽３１に給湯する際には、風呂給湯温度センサ４３ｂの検知温度が目標設定温度（使用者がリモコン５０より設定する）になるように、制御手段５１により第３混合弁１４の混合比を制御する。

第１混合弁１５を利用する浴槽３１への注湯は、設定操作手段としてのリモコン５０を操作することで開始させることができる。例えば、リモコン５０に設けられた風呂自動湯はりボタンを押すことにより開始させることができる。リモコン５０より制御手段５１へと風呂自動湯はりが指示されると、制御手段５１は、注湯弁１９を開き、第１混合弁１５、風呂注湯管２７を経て浴槽３１へ注湯する。

また、給湯管２８には第１給湯流量検出手段としての給湯流量センサ４７ａ、風呂注湯管２７には第２給湯流量検出手段としての風呂給湯流量センサ４７ｂが各々設置され、各々を通過する流量を給湯流量として検知することができる。検知した給湯流量は制御手段５１に信号として送られ処理される。給湯熱量演算手段５２は、これを用いて１日毎の積算の給湯量を演算し、記憶することも可能であるし、給湯温度センサ４３ａや風呂給湯温度センサ４３ｂの検知温度と合せて、給湯熱量を演算し、記憶することもできる。

風呂追い焚き回路は、貯湯タンク３の温水と浴槽３１の温水とを風呂熱交換器２４で熱交換することにより、浴槽３１の温水を所定温度に加熱することができる。

風呂追い焚き回路は、貯湯タンク３、第１出湯管９、追い焚き配管２５、風呂熱交換器２４、追い焚きポンプ２２、追い焚き戻り管２６、貯湯タンク３を環状に接続して構成される１次側回路と、浴槽３１、風呂戻り配管３０、風呂循環ポンプ２３、風呂熱交換器２４、風呂往き配管２９、浴槽３１を環状に接続して構成される２次側回路とを備えている。また、追い焚き戻り管２６の途中には、風呂熱交換器２４から追い焚きポンプ２２を経て貯湯タンク３へ還流する湯の温度を検出する追い焚き戻り温度センサ４４、風呂戻り配管３０の途中には、浴槽３１内の温水温度を検出する浴槽温度検知手段としての風呂温度センサ４５、及び浴槽水位検知手段としての水位センサ４６が設置されている。追い焚き熱量演算手段５３（図示せず）は、追い焚き戻り温度センサ４４が検出する追い焚き戻り温度から、浴槽３１の湯を保温したり追い焚きしたりするのに使用した湯の熱量を保温熱量として演算し、１日毎の積算保温熱量として記憶することができる。

また、本発明のヒートポンプ給湯装置は、ヒートポンプサイクル１で加熱した温水を貯湯タンク３に蓄える貯湯運転モードと、浴槽３１への注湯を行う場合に、ヒートポンプサイクル１を起動させて、貯湯運転モードで加熱するよりも低い温度に水を加熱生成する湯
はり運転モードとを備えている。

貯湯運転モードや湯はり運転モードにおけるヒートポンプサイクル１の運転制御は、制御手段５１が行う。このとき、制御手段５１は、給湯熱量演算手段５２が演算して記憶している積算給湯熱量と、追い焚き熱量演算手段５３が演算して記憶している積算保温熱量とを信号として受け取って、制御に利用する。

以上のように構成されたヒートポンプ給湯装置について、ヒートポンプ給湯装置の運転モードの動作を説明する。

貯湯運転モードは、貯湯タンク３の底部の水をヒートポンプサイクル１で加熱した後に、貯湯タンク３の上部に貯湯するモードである。安価な電力を利用して深夜（２３時〜翌朝７時）に運転するのが通常であるが、貯湯タンク３内の湯量が減少して湯切れのリスクが生じた場合には、昼間時間帯（７時〜２３時）に運転することもある。

貯湯運転時、ヒートポンプユニット２ａのヒートポンプサイクル１内に封入された冷媒は低圧のガス状態で圧縮機４に吸入され、高温高圧状態に圧縮された後に、水冷媒熱交換器５に搬送されて、貯湯タンク３から搬送された水と熱交換して、自身は低温高圧状態となる。

その後、冷媒は膨張弁等の減圧手段６で低温低圧状態に膨張した気液二相冷媒となり、蒸発器７で、ファン８により送風された外気から吸熱して低圧のガス冷媒となり、圧縮機４に吸入されるという動作を繰り返す。

一方、貯湯タンク３の底部の水は、沸き上げポンプ２１により沸き上げ往き配管３２を介して水冷媒熱交換器５に搬送され、前記ヒートポンプサイクル１の冷媒と熱交換して自身は加熱されて温水となる。その後、加熱された温水は、沸き上げ戻り配管３３、四方切替弁１８ａを介し貯湯タンク３の上部または底部に戻される。

水冷媒熱交換器５の出口温水の温度は、ヒートポンプサイクル１が起動してすぐに目標出湯温度に到達する訳ではなく、しばらく時間を要する。出湯温度検知手段４２で検出した温度（以下、検出温度と呼ぶ）が目標出湯温度に対して低い間（例えば、目標出湯温度と検出温度との温度差が所定値以上の場合）は、沸き上げ戻り配管３３の温水は、四方切替弁１８ａにより、沸き上げバイパス管３４を介して貯湯タンク３の底部に戻される。

その後、検出温度が目標出湯温度に近づいた場合（例えば、目標出湯温度と検出温度との温度差が所定値未満になった場合）に、四方切替弁１８ａを切り替えて沸き上げ戻り配管３３の温水を沸き上げ配管３５、第１出湯管９を介して貯湯タンク３の上部に戻す。以上の動作により、ヒートポンプサイクル１で加熱された高温の温が貯湯タンク３内に貯湯される。

次に、給湯回路における第２混合弁１３による中温出湯の動作について説明する。図２は、貯湯タンク３内を全量沸き上げた状態から所定湯量を給湯した後の貯湯タンク３内温度分布の一例を示したものである。図２中の実線が中温出湯を行った場合、破線が中温出湯を行わなかった場合を示している。

給湯端末、または浴槽３１に、使用者が設定した目標給湯温度Ｔ１（℃）で給湯する場合、貯湯タンク３上部から第１出湯管９、出湯分岐管１６を経由して供給される温水と、貯湯タンク３の略中央部から中温出湯管１０を経由して供給される温水とを第２混合弁１３で混合して、目標給湯温度Ｔ１よりも所定温度差δＴ（Ｋ）だけ高い温度の温水として
出湯合流管１７に流出させる。

給湯端末に目標給湯温度Ｔ１（℃）で給湯する場合は、第２混合弁１３から出湯合流管１７、第１出湯合流管分岐管１７ａを経由して供給されるＴ１＋δＴ（℃）の温水と、給水管１１から第２給水分岐管１２ｂを経由して供給される水とを第３混合弁１４で混合して、給湯温度センサ４３ａの検知温度が目標給湯温度Ｔ１になるように第３混合弁１４の混合比を制御手段５１により制御する。

また、浴槽３１に目標給湯温度Ｔ１（℃）で給湯する場合は、第２混合弁１３から出湯合流管１７、第２出湯合流管分岐管１７ｂを経由して供給されるＴ１＋δＴ（℃）の温水と、給水管１１から第１給水分岐管１２ｃを経由して供給される水とを第１混合弁１５で混合して、風呂給湯温度センサ４３ｂの検知温度が目標給湯温度Ｔ１になるように第１混合弁１５の混合比を制御手段５１により制御する。

なお、本実施の形態では、第２混合弁１３の出口側に温度センサを設置せずに、第１出湯管９から供給される温水温度と中温出湯管１０から供給される温水温度とを残湯サーミスタ４０ａ〜４０ｅで検出して、出口温度がＴ１＋δＴ（℃）になるように制御しているが、第２混合弁１３出口に第２混合弁出口温度センサを追加して、この第２混合弁出口温度センサで検出した温度が、Ｔ１＋δＴ（Ｋ）になるように第２混合弁１３を制御してもよい。

以上の動作により、貯湯タンク３内上部の高温の湯と貯湯タンク３内底部の低温の水との境界層（以下、「中温層」と称し、「中温層」に存在する温水を「中温水」と称す）の中温水が中温出湯管１０から貯湯タンク３外に排出されるため、図２に示すように、貯湯タンク３底部の水温上昇（ΔＴ）を抑制することができる。

ヒートポンプサイクル１の特性として、沸き上げ運転時の入水温度、即ち、水冷媒熱交換器５の入口水温が高くなるほど成績係数（ＣＯＰ）が低下することが知られている。従って、中温出湯により貯湯タンク３底部の水温上昇を抑制することにより、沸き上げ運転時のヒートポンプサイクル１のＣＯＰを向上させることができ、省エネルギー性を向上させることができる。

次に、湯はり運転モードについて説明する。

図３は、浴槽３１への注湯（風呂湯はり）時における制御フローチャートを示している。図３において、使用者による風呂湯はり指令がリモコン５０を介して入力される（ｓｔｅｐ１）。これによって、制御手段５１は、風呂湯はりを検知する。この風呂湯はりの検知は、上述のようなリモコン５０の操作のほか、給湯流量センサ４７ａおよび風呂給湯流量センサ４７ｂにより検出する貯湯タンクからの連続給湯量が所定量（例えば、５０Ｌ）以上となったことにより検知するものであってもよい。

次に、残湯量を把握するために貯湯タンク３の壁面に設置している残湯サーミスタ４０ａ〜４０ｅの温度が検出され（ｓｔｅｐ２）、残湯量が多いか、少ないかの判断するために、残湯サーミスタ４０ｄの温度が予め決定しておいた温度より高いか、低いかが比較される（ｓｔｅｐ３）。なお、複数の残湯サーミスタ４０から算出される貯湯タンク３の蓄熱熱量が予め決定しておいた蓄熱熱量より高いか、低いか比較することとしてもよい。

例えば、ｓｔｅｐ３で、残湯サーミスタ４０ｄの温度（Ｔ４０ｄ）が６０℃以下の場合、残湯量が少ないと判断され、湯はり運転モードでヒートポンプサイクル１を運転（ｓｔｅｐ４）し、貯湯タンク３からのお湯とヒートポンプサイクル１で沸き上げたお湯の両方
を使って風呂湯はり行う。

一方、ｓｔｅｐ３で、中温出湯管１０以下の高さにある残湯サーミスタ４０ｄの温度（Ｔ４０ｄ）が６０℃より高い場合、残湯量が多いと判断され、湯はり運転モードでのヒートポンプサイクル１運転は行わず（ｓｔｅｐ５）、貯湯タンク３からのお湯のみで風呂湯はりを行う。

したがって、残湯量が比較的少ない場合にのみ、湯はり運転モードでヒートポンプサイクル１を運転して風呂湯はりを行うので、風呂湯はりをはじめ、台所・シャワーなどのカラン給湯を含めた一日の湯の使用が終了した後の湯余りによるエネルギーロスを低減することができる。

なお、ここでは残湯サーミスタ４０ｄの検知温度を用いてヒートポンプサイクルの起動の有無を判断することとしたが、複数ある残湯サーミスタの複数を用いてヒートポンプサイクルの起動の有無を判断してもよい。例えば、中温出湯管１０以下の高さで、中温出湯管１０に最も近接したに設けられた残湯サーミスタ４０ｄの検知温度が６０℃よりも高い場合には、残湯量が多いと判断して、湯はり運転モードにおけるヒートポンプサイクルの起動を行わないようにすることができる。また、高さ方向において中温出湯管１０に最も近接し、中温出湯管１０と略同一高さに設けられた残湯サーミスタ４０ｃの検知温度が６０℃以下の温度で、かつ、湯はり運転モード時にヒートポンプサイクルによって加熱生成する湯の温度以上である場合には、第１出湯管９および中温出湯管１０との双方から湯を取り出して浴槽３１への注湯を行うようにすることができる。また、残湯サーミスタ４０ｃの検知温度が、湯はり運転モード時にヒートポンプサイクルによって加熱生成する湯の温度よりも低い場合は、ヒートポンプサイクルを起動し、貯湯タンク３からの湯とヒートポンプサイクルによって加熱生成する湯との双方を用いて、浴槽３１への注湯を行うようにすることができる。

なお、残湯量を把握するための残湯サーミスタ温度の比較に加えて、給湯熱量演算手段５２が演算して記憶している１日毎の積算給湯熱量（例えば、過去７日間平均）に基づいて、風呂湯はり時に湯はり運転モードでヒートポンプサイクル１を運転するか否かを判断するものであってもよい。この場合の風呂湯はり開始時における制御フローチャートを図４に示す。なお、ここでいう１日とは、午前零時を境にするものでなくても良い。例えば午前３時を１日の境として、積算給湯熱量の演算を行うことができる。

すなわち図３において、残湯サーミスタ４０ａ〜４０ｅの温度を検出し（ｓｔｅｐ２）、残湯サーミスタ４０ａ〜４０ｅの温度によって残湯量が多いか、少ないかを判断することに加えて、図４及び図５に示すように、１日毎の積算給湯熱量Ｑとも比較して、ヒートポンプサイクル１を湯はり運転モードで運転するか否かを決定する（ｓｔｅｐ３）。

例えば、残湯サーミスタ４０ｄの温度（Ｔ４０ｄ）が６０℃以下で残湯量が少ない場合であっても、１日毎の積算給湯熱量Ｑが予め設定された所定値（給湯熱量Ｑａ）以下であれば、残湯量は十分であると判断し、湯はり運転モードでのヒートポンプサイクル１の運転を行わない（ｓｔｅｐ５）。一方、残湯サーミスタ４０ｄの温度（Ｔ４０ｄ）が６０℃以下であっても、１日毎の積算給湯熱量Ｑが予め設定された給湯熱量Ｑａより多ければ、残湯量が不十分であると判断し、湯はり運転モードでのヒートポンプサイクル１の運転を開始する（ｓｔｅｐ４）。

ここで、図５に示すように、積算給湯熱量Ｑの比較対象として、複数の給湯熱量（Ｑａ、Ｑｂ。但し、Ｑａ＜Ｑｂ）を用いても良い。例えば、積算給湯熱量ＱがＱａ以下の場合には、残湯サーミスタ４０ｄの温度によらず、湯はり運転モードにおけるヒートポンプサ
イクルの運転を行わないようにしてもよい。また、積算給湯熱量ＱがＱａよりも大きく、かつ、残湯サーミスタ４０ｄの検知温度が第１の所定値（例えば６０℃）よりも低い場合には、湯はり運転モードにおけるヒートポンプサイクルの運転を行うようにしてもよい。さらに、上下方向に隣り合う残湯サーミスタ（４０ｄ、４０ｅ）の検知温度の双方を用いてもよい。例えば、Ｑｂ＜Ｑの範囲で、残湯サーミスタ４０ｄの検知温度が第１の所定値より高く、残湯サーミスタ４０ｄの下方で隣り合う残湯サーミスタ４０ｅの検知温度が第１の所定値以下の場合には、湯はり運転モードにおいてヒートポンプサイクルを運転するようにしてもよい。さらに、最も下方の残湯サーミスタ４０ｅの検知温度が第１の所定値よりも高い場合には、積算給湯熱量Ｑによらず、湯はり運転モードにおけるヒートポンプサイクルの運転を行わないようにしてもよい。ここで、上下方向に隣り合う残湯サーミスタとしては、中温出湯管１０よりも下方側の残湯サーミスタを用いることが好ましい。

さらに、残湯量を把握するための残湯サーミスタ温度の比較と給湯熱量演算手段５２が演算して記憶している日々の給湯熱量の比較に加えて、追い焚き熱量演算手段５３が演算して記憶している１日毎の積算保温熱量（例えば、過去７日間）にも基づいて、湯はり運転モードでヒートポンプサイクル１を運転するか否かを判断するものであってもよい。この場合の湯はり開始時における制御フローチャートを図６に示す。

図６、図７に示すように、残湯サーミスタ４０ａ〜４０ｅの温度を検出し（ｓｔｅｐ２）、残湯サーミスタ４０ａ〜４０ｅの温度によって残湯量が多いか、少ないかを判断することに加えて、１日毎の積算給湯熱量および積算保温熱量の合計ｑとも比較して、ヒートポンプサイクル１を湯はり運転モードで運転するか否か決定する（ｓｔｅｐ３）。

例えば、残湯サーミスタ４０ｄの温度（Ｔ４０ｄ）が６０℃以下で残湯量が少ない場合であっても、１日毎の給湯および保温に使用される熱量ｑが予め設定された総熱量ｑａ以下であれば、残湯量は十分であると判断し、湯はり運転モードでのヒートポンプサイクル１の運転を行わない（ｓｔｅｐ５）。一方、残湯サーミスタ４０ｄの温度（Ｔ４０ｄ）が６０℃以下であっても、１日毎の給湯および保温に使用される熱量ｑが予め設定された総熱量ｑａより多ければ、残湯量が不十分であると判断し、湯はり運転モードでのヒートポンプサイクル１の運転を開始する（ｓｔｅｐ４）。なお、図４と図５とに示す場合と同様に、熱量および温度の閾値を複数設けてもよい。

図８は、湯はり運転モードにより風呂湯はり開始とともにヒートポンプサイクル１の運転を開始した場合の制御シーケンスを示している。図８において、使用者による風呂湯はり指令がリモコン５０を介して入力されると、図３（または、図４、６）で示した様に残湯量が検出され、残湯量が少ないと判断した場合、圧縮機４が起動することで、ヒートポンプサイクル１が起動して沸き上げポンプ２１が運転される。

また、注湯弁１９を開くとともに、四方切替弁１８ａを、沸き上げ戻り配管３３と湯はり戻り管３６とが連通するように切り替える。

この操作により、貯湯タンク３底部の水は沸き上げポンプ２１で水冷媒熱交換器５に搬送され、ここでヒートポンプサイクル１の冷媒と熱交換して自身は加熱された後に沸き上げ戻り配管３３、四方切替弁１８ａ、湯はり戻り管３６を通り、一旦、貯湯タンク３内に入る。その後、貯湯タンク３内のお湯と混合され、第１出湯管９、第２混合弁１３、第１混合弁１５、風呂注湯管２７、注湯弁１９、風呂往き配管２９また風呂戻り配管３０を経由して浴槽３１に注湯される。

ヒートポンプサイクル１の起動当初は、水冷媒熱交換器５の出口水温はすぐには上昇しないが、水冷媒熱交換器５から流出した温水は、湯はり戻り管３６を通過して、一旦、貯
湯タンク３に入り、貯湯タンク３内のお湯と混合され、第１出湯管９を経由して供給される。よって、貯湯タンク３内に高温の湯が貯留されていることから、最終的に給湯端末および浴槽から供給される温水の温度は、目標給湯温度よりも低下することはない。

図９は、ヒートポンプサイクルの成績係数（ＣＯＰ）と出湯温度との関係を示したものである。ここで、貯湯運転モードにおけるヒートポンプサイクルの成績係数（ＣＯＰ）をＣＯＰＡで、湯はり運転モードにおけるヒートポンプサイクルの成績係数（ＣＯＰ）をＣＯＰＢで表すこととする。

貯湯運転モードにおける出湯温度（出湯温度検知手段４２の検知温度）は、通常６５℃〜９０℃が一般的であるが、湯はり運転モードにおける出湯温度を貯湯運転モードにおける出湯温度よりも低く（例えば、３５℃）なるように運転させることにより、ＣＯＰＢをＣＯＰＡよりも向上させることができ、省エネルギーを図ることができる。

湯はり運転モードにおける出湯温度を貯湯運転モードにおける出湯温度よりも低くするための具体的手段としては、沸き上げポンプ２１の回転数を貯湯運転モード時よりも大きくすることで、流量を増大させることにより、水冷媒熱交換器５の出口温度を貯湯運転モード時の出湯温度よりも低下させることができる。

図１０は、湯はり運転モード時におけるヒートポンプサイクル１の加熱能力と圧縮比の関係を示したものである。圧縮機４の回転数が同じ場合、圧縮比が大きくなるほど吐出圧力が高くなるとともに、吐出温度も高くなり加熱能力は高くなるので、若干ではあるが右上がりの特性となる（実線）。

さらに、出湯温度が同じ場合、加熱能力に関係なく吐出圧力はほぼ同じであるが、加熱能力が高くなるほど、圧縮機４の回転数が高くなり吸入圧力は低くなるため、圧縮比は大きくなり、右上がりの特性となる（一点鎖線）。

例えば、圧縮機４の信頼性を確保できる圧縮比をｄ（破線）とすると、加熱能力が低いほど、圧縮機４の回転数は低くできるが、出湯温度は高くする必要があることがわかる。

図１１は、湯はり運転モード時におけるヒートポンプサイクル１の加熱能力と湯はり運転モードにおけるヒートポンプサイクルの成績係数（ＣＯＰ）であるＣＯＰＢの関係を示したものである。図１０における圧縮比ｄにおいて、ＣＯＰＢは、貯湯運転モード時における加熱能力が、４．５（ｋＷ）の場合、その加熱能力より低いｅ１（ｋＷ）がピークとなる。

しかしながら、湯はり運転モード時は、貯湯タンク３からのお湯とヒートポンプサイクル１からのお湯を併用するため、ヒートポンプサイクル１の加熱能力が低い場合、貯湯タンク３からのお湯を多く必要とすることとなる。

図１２は、湯はり運転モード時におけるヒートポンプサイクル１の加熱能力と風呂注湯ＣＯＰの関係を示したものである。ここで、風呂注湯ＣＯＰは、（数１）で示される。

風呂注湯ＣＯＰは、貯湯運転モードにおけるＣＯＰＡ（例えば、加熱能力が４．５ｋＷ）、湯はり時に貯湯タンク３から使用した熱量、湯はり運転モードにおけるＣＯＰＢ（例えば、加熱能力を３．０ｋＷ、３．５ｋＷ、４．０ｋＷ、４．５ｋＷ、５．０ｋＷ）と湯はり時にヒートポンプサイクル１で沸き上げた熱量および湯はり熱量で表される。

ここで、湯はり熱量は、浴槽３１にはったお湯の熱量であり、貯湯タンク３から使用した熱量とヒートポンプサイクル１で沸き上げた熱量の合計で表される。また、ヒートポンプサイクル１で沸き上げた熱量は、ヒートポンプサイクル１の加熱能力と運転時間の積で算出する。したがって、貯湯タンク３から使用した熱量は、浴槽３１にはったお湯の熱量とヒートポンプサイクル１で沸き上げた熱量の差として算出する。

図１２をみるとわかるように、風呂注湯ＣＯＰは、貯湯運転モード時における加熱能力が、４．５（ｋＷ）の場合、その加熱能力より大きいｅ２（ｋＷ）がピークとなる。

図１３は、湯はり運転モード時における圧縮機４の回転数と風呂注湯ＣＯＰの関係を示したものである。これは、図１２と同様に例えば、圧縮機回転数を３０Ｈｚ、３５Ｈｚ、４０Ｈｚ、４５Ｈｚ、５０Ｈｚに変化させ、それぞれの回転数に対する加熱能力から風呂注湯ＣＯＰを算出したものである。

図１３をみるとわかるように、風呂注湯ＣＯＰは、貯湯運転モード時における圧縮機４の回転数が、例えば、４５（Ｈｚ）の場合、その回転数より高いｅ３（Ｈｚ）がピークとなる。

前述の通り、風呂湯はりの検知は、リモコン５０を介した使用者の指令によっても、貯湯タンクからの連続給湯量が所定量以上となったことを検知することによっても可能であるが、リモコン５０からの指示によって湯はり運転モードでの浴槽への注湯を開始すれば、浴槽への注湯開始と略同時にヒートポンプサイクル１を湯はり運転モードで運転開始することができるので、ヒートポンプサイクル１で沸き上げる湯の熱量が最大となる。したがって、（数１）中の「ヒートポンプで沸き上げた熱量」を最大化し、「貯湯タンクから使用した熱量」を最小化するので、風呂注湯ＣＯＰを最大化することができる。

次に、湯はり運転モードの停止時について説明する。

図１４は、風呂湯はり完了時における制御フローチャートを示している。図１４において、湯はり運転モードでヒートポンプサイクル１を運転しながらの風呂湯はり中（ｓｔｅｐ１）において、水位センサ４６などにおいて、所定の湯量がはられた場合、風呂湯はり完了を検出する（ｓｔｅｐ２）と、残湯量を把握するために貯湯タンク３の壁面に設置している残湯サーミスタ４０ａ〜４０ｅの温度が検出される（ｓｔｅｐ３）。

次に、残湯量が多いか、少ないかの判断するために、残湯サーミスタ４０ｂの温度が予め決定しておいた温度より高いか、低いかが比較される（ｓｔｅｐ４）。例えば、ｓｔｅｐ４で、残湯サーミスタ４０ｂの温度（Ｔ４０ｂ）が６０℃未満の場合、残湯量が少ないと判断され、ヒートポンプサイクル１の運転を停止せずに、湯はり運転モードから貯湯運転モードに移行される（ｓｔｅｐ５）。貯湯運転モードにおいて、所定の条件を満たした場合、貯湯運転が完了し（ｓｔｅｐ６）、ヒートポンプサイクル１の圧縮機４の運転を停止する（ｓｔｅｐ７）。

一方、ｓｔｅｐ４で、残湯サーミスタ４０ｂの温度（Ｔ４０ｂ）が６０℃以上の場合、残湯量が多いと判断される場合であっても、中温出湯管１０の接続部の最も近い残湯サーミスタ４０ｃの温度（Ｔ４０ｃ）が３０℃未満であるときには、中温出湯管１０の接続部より上方に中温水が貯湯されていると判断し（ｓｔｅｐ８）、ヒートポンプサイクル１の運転を停止せずに、湯はり運転モードから貯湯運転モードに移行される（ｓｔｅｐ５）。貯湯運転モードにおいて、所定の条件を満たした場合、貯湯運転が完了し（ｓｔｅｐ６）、ヒートポンプサイクル１の圧縮機４の運転を停止する（ｓｔｅｐ７）。

なお、残湯量を把握するための残湯サーミスタ温度の比較に加えて、給湯熱量演算手段５２が演算して記憶している１日毎の給湯熱量（例えば、過去７日間平均）に基づいて、風呂湯はり完了後に湯はり運転モードから貯湯運転モードへと移行させて、ヒートポンプサイクル１の運転を停止せずに継続して運転するか否かを判断するものであってもよい。この場合の風呂湯はり完了時における制御フローチャートを図１５に示す。

図１５、図１６に示すように、残湯サーミスタ４０ａ〜４０ｅの温度を検出し（ｓｔｅｐ３）、残湯サーミスタ４０ａ〜４０ｅの温度によって残湯量が多いか、少ないかを判断することに加えて、日々の給湯熱量Ｑとも比較して、ヒートポンプサイクル１を湯はり運転モードから貯湯運転モードへと移行させて、継続して運転するか否か決定する（ｓｔｅｐ４）。

例えば、残湯サーミスタ４０ａの温度（Ｔ４０ａ）が６０℃未満で残湯量が比較的少ない場合であっても、１日毎の積算給湯熱量Ｑが予め設定された給湯熱量Ｑｃ以下であれば、残湯量は十分であると判断し、中温出湯管１０の接続部よりも上方に中温水が貯湯されているか否かの判断へと移る（ｓｔｅｐ８）。一方、残湯サーミスタ４０ａの温度（Ｔ４０ａ）が６０℃未満であっても、１日毎の積算給湯熱量Ｑが予め設定された給湯熱量Ｑｃより多ければ、残湯量が不十分であると判断し、ヒートポンプサイクル１を湯はり運転モードから貯湯運転モードへと移行させて、継続して運転を行う（ｓｔｅｐ５）。

ここで、図１６に示すように、積算給湯熱量Ｑの比較対象として、複数の給湯熱量（Ｑｃ、Ｑｄ。但し、Ｑｃ＜Ｑｄ）を用いても良い。例えば、積算給湯熱量ＱがＱｃ以下の場合には、残湯サーミスタ４０ａの温度によらず、湯はり運転モードにおけるヒートポンプサイクルの運転を停止するようにしてもよい。また、積算給湯熱量ＱがＱｃよりも大きく、かつ、残湯サーミスタ４０ａの検知温度が第１の所定値よりも低い場合には、湯はり運転モードから貯湯運転モードに移行してもよい。

さらに、残湯量を把握するための残湯サーミスタ温度の比較と給湯熱量演算手段５２が演算して記憶している１日毎の積算給湯熱量の比較に加えて、追い焚き熱量演算手段５３が演算して記憶している１日毎の積算保温熱量（例えば、過去７日間）に基づいて、風呂湯はり完了後に湯はり運転モードから貯湯運転モードへと移行させて、ヒートポンプサイクル１の運転を停止せずに継続して運転するか否かを判断するものであってもよい。この場合の風呂湯はり完了時における制御フローチャートを図１７に示す。

図１７、図１８に示すように、残湯サーミスタ４０ａ〜４０ｅの温度を検出し（ｓｔｅｐ３）、残湯サーミスタ４０ａ〜４０ｅの温度によって残湯量が多いか、少ないかを判断することに加えて、日々の給湯および保温に使用した熱量ｑとも比較して、ヒートポンプサイクル１を湯はり運転モードから貯湯運転モードへと移行させて、継続して運転するか否か決定する（ｓｔｅｐ４）。

例えば、残湯サーミスタ４０ａの温度（Ｔ４０ａ）が６０℃未満で残湯量が比較的少ない場合であっても、日々の給湯および保温に使用した熱量ｑが予め設定された総熱量ｑｃ以下であれば、残湯量は十分であると判断し、残湯量は十分であると判断し、中温出湯管１０の接続部よりも上方に中温水が貯湯されているか否かの判断へと移る（ｓｔｅｐ８）。一方、残湯サーミスタ４０ａの温度（Ｔ４０ａ）が６０℃未満であっても、日々の給湯および保温に使用した熱量ｑが予め設定された総熱量ｑｃより多ければ、残湯量が不十分であると判断し、ヒートポンプサイクル１を湯はり運転モードから貯湯運転モードへと移行させて、継続して運転を行う（ｓｔｅｐ５）。

したがって、残湯量が少ない場合、湯はり運転モードから貯湯運転モードへ圧縮機を停止させることなく移行させるので、その後、新たに貯湯運転モードで運転させる場合に比べ、起動ロスを低減できる。また、残湯量が多い場合、湯はり運転モードが完了するとともに圧縮機の運転を停止するため、湯余りによるエネルギーロスを低減できるとともに、残湯量が十分に多い場合であっても、中温水が中温出湯管１０よりも上方に貯湯されている場合には、貯湯運転モードでヒートポンプサイクル１が加熱生成した高温の湯を貯湯タンク３の略頂部から貯湯させ、中温水を中温出湯管１０近傍まで押し下げることによって、貯湯タンク３内の中温水を取り出し可能にすることができる。

図１９（ａ）は、中温出湯回路がある場合の貯湯タンク内の温度分布の変化を示した図である。６１は湯はり運転モードで湯はりを行う前の温度分布、６２は湯はり運転モードで湯はりを行った後の温度分布、６３はその後、給湯と沸き上げ運転を行った後の温度分布を示す。

湯はり運転モードで湯はりを行うことにより貯湯タンク３の上部は温度が低下する（６１→６２）。その後、中温出湯を行いながら給湯、沸き上げ運転を行うことにより、温度分布の角度はα→β（β＞α）へと変化する（６２→６３）。これは、湯はり運転モードで湯はりを行うことにより悪化した温度分布を中温出湯により改善できたことを意味しており、その後に行われる夜間沸き上げ運転の運転効率の低下を回避でき、省エネルギー性が損なわれることはない。

また、沸き上げ配管３５が貯湯タンク３の略頂部に接続されているので、貯湯運転モードにてヒートポンプサイクル１が加熱した湯を貯湯タンク３の頂部に貯めて、湯はり運転モードにて浴槽への注湯を行った後でも、貯湯タンク３内の湯温を高温に保つことができる。これにより、高温でのカラン給湯や浴槽の湯の保温など、高温の湯を必要とする場合にも、使用者の快適性や利便性を損なうことがない。

図１９（ｂ）は、中温出湯回路がない場合の貯湯タンク内の温度分布の変化を示した図である。６１は湯はり運転モードで湯はりを行う前の温度分布、６４は湯はり運転モードで湯はりを行った後の温度分布、６５はその後、給湯と沸き上げ運転を行った後の温度分布を示す。

湯はり運転モードで湯はりを行うことにより貯湯タンク３の上部は温度が低下する（６１→６４）。その後、給湯、沸き上げ運転を行っても、温度分布の角度はγ（β＞α＞γ）は変化しない（６４→６５）。これは、中温出湯回路がないため、湯はり運転モードで
湯はりを行うことにより悪化した温度分布が改善できなかったことを意味しており、その後に行われる夜間沸き上げ運転の運転効率の低下を招き、省エネルギー性が損なわれることとなる。

したがって、中温出湯回路を備えているため、湯はり運転モードで湯はりを行い、若干崩れた貯湯タンク３の温度分布を改善することができ、ヒートポンプユニット２の運転効率の低下を回避でき、省エネルギー性が損なわれることはない。

以上のように、貯湯タンク３の頂部と底部との間から湯を取り出す中温出湯管１０を設け、中温出湯管１０は、湯はり戻し配管３６よりも下方に配設されるようにすることができる。ヒートポンプサイクルが湯はり運転モードにおいて加熱生成した温水は、貯湯タンク３内の中温出湯管１０よりも上部から流入する。ここで、第１出湯管９から流出せず、貯湯タンク３内で下部へと流下する温水は、中温出湯管１０から取り出すことができるので、貯湯タンク３内の中温水の量を低減し、ヒートポンプサイクル１に流入する水の温度を低く維持してヒートポンプサイクル１の沸き上げに係るＣＯＰを向上させることができる。

なお、湯はり戻し配管３６を、貯湯タンク３に接続することにより、貯湯タンク３から浴槽へ供給される湯の温度が、貯湯タンク３の上部の湯の温度と略同一になるので、浴槽へ供給する湯の温度を貯湯温度検知手段４０で検知する貯湯温度として認知することができる。したがって、湯はり運転モードで加熱生成した温を湯はりに利用しながらも、浴槽への湯はり温度が所望の温度以下に低下しないように容易に制御することができる。

（実施の形態２）
図２０は、本発明の第２の実施の形態におけるヒートポンプ給湯装置の構成図である。

本実施の形態が、の実施の形態１と異なる点は、湯はり戻し配管３６を沸き上げ配管３５と共用することにより削減し、それに伴い四方切替弁１８ａを三方切替弁１８ｂに置き替えたところである。

このように、本実施の形態によれば、湯はり戻し配管３６を削減することができ、低コストで同じ効果を得るだけでなく、配管からの放熱ロスを低減することができ、省エネルギー性が向上する。

なお、ヒートポンプサイクル１によって沸き上げた湯を貯湯タンク３へ供給する沸き上げ配管３５を、貯湯タンク３の略頂部に接続することもできる。これにより、貯湯タンク３の上部から貯湯タンク３内に湯を供給することになる。よって、貯湯タンク３の上部から湯を取り出すことで高温でのカラン給湯や浴槽の湯の保温など、高温の湯を必要とする負荷にも湯切れすることなく応じることができる。

（実施の形態３）
図２１は、本発明の第３の実施の形態におけるヒートポンプ給湯装置の構成図である。

第３の実施の形態が、第２の実施の形態と異なる点は、沸き上げ配管３５を貯湯タンク３ではなく、第１出湯管９と接続し、貯湯タンク３本体への配管の接続部数を削減した点である。

このように、本発明の第３の実施の形態によれば、貯湯タンク本体への配管の接続部数を削減することができ、低コストで同じ効果を得るだけでなく、配管接続部からの放熱ロスを低減することができ、省エネルギー性が向上する。

以上のように、本発明にかかるヒートポンプ給湯装置は、湯余りの発生を抑制することができるとともに、省エネルギー性に優れているので、家庭用、業務用の給湯装置に適用できる。

１ ヒートポンプサイクル
３ 貯湯タンク
４ 圧縮機
５ 水冷媒熱交換器
６ 減圧手段
７ 蒸発器
９ 第１出湯管
１０ 中温出湯管
１１ 給水管
１２ 給水分岐部
１３ 第２混合弁（中間混合弁）
１４ 第３混合弁（給湯混合弁）
１５ 第１混合弁（風呂混合弁）
１６ 出湯分岐管
１７ 出湯合流管
１８ａ 四方切替弁
１９ 注湯弁
２０ 減圧弁
２１ 沸き上げポンプ
２７ 風呂注湯管
２８ 給湯管
３１ 浴槽
３２ 沸き上げ往き配管
３３ 沸き上げ戻り配管
４０ａ〜４０ｅ 貯湯温度検知手段（残湯サーミスタ）
４１ 入水温度検知手段
４２ 出湯温度検知手段（出湯温度センサ）
４３ａ 給湯温度センサ
４３ｂ 風呂給湯温度センサ
４４ 追い焚き戻り温度センサ
４７ａ 給湯流量センサ
４７ｂ 風呂給湯流量センサ
５１ 制御手段
５２ 給湯熱量演算手段
５３ 追い焚き熱量演算手段

Claims (4)

1. 圧縮機、水冷媒熱交換器、減圧手段、蒸発器を冷媒配管で接続したヒートポンプサイクルと、
   前記ヒートポンプサイクルによって加熱生成した湯を貯湯する貯湯タンクと、
   前記貯湯タンクに貯湯された湯の温度を検知する貯湯温度検知手段と、
   少なくとも複数の運転モードを実行する制御手段と、を備え、
   前記複数の運転モードは、前記ヒートポンプサイクルによって加熱生成した湯を前記貯湯タンクに貯湯する貯湯運転モードと、浴槽への注湯を行う湯はり運転モードと、を含み、前記制御手段は、前記貯湯温度検知手段の検知温度が第１の所定値よりも低い場合に、前記湯はり運転モードにおいて、前記ヒートポンプサイクルによって前記貯湯運転モードよりも低い温度の湯を加熱生成しながら、加熱生成された湯を浴槽への注湯に使用することを特徴とするヒートポンプ給湯装置。
2. 給湯端末と浴槽とに供給される湯の給湯流量を検出する給湯流量検出手段と、
   給湯端末と浴槽とに供給される湯の給湯温度を検出する給湯温度検出手段と、を備え、
   前記制御手段は、前記給湯流量と前記給湯温度とから１日毎の積算給湯熱量を演算して記憶する給湯熱量演算手段を有し、
   前記制御手段は、前記積算給湯熱量が第２の所定値よりも大きく、かつ、前記貯湯温度検知手段の検知温度が第１の所定値よりも低い場合に、前記湯はり運転モードにおいて、前記ヒートポンプサイクルによって前記貯湯運転モードよりも低い温度の湯を加熱生成しながら、加熱生成された湯を浴槽への注湯に使用することを特徴とする請求項１に記載のヒートポンプ給湯装置。
3. 前記貯湯タンクの湯と浴槽の湯とを熱交換させる風呂熱交換器を有する風呂追い焚き回路を備え、
   前記制御手段は、前記風呂追い焚き回路で使用された前記貯湯タンクの湯の保温熱量を演算し、１日毎の積算保温熱量として記憶する追い焚き熱量演算手段を有し、
   前記制御手段は、前記積算給湯熱量と前記積算保温熱量との合計が、前記第２の所定値よりも大きく、かつ、前記貯湯温度検知手段の検知温度が第１の所定値よりも低い場合に、前記湯はり運転モードにおいて、前記ヒートポンプサイクルによって前記貯湯運転モードよりも低い温度の湯を加熱生成しながら、加熱生成された湯を浴槽への注湯に使用することを特徴とする請求項２に記載のヒートポンプ給湯装置。
4. 前記ヒートポンプサイクルは、高圧側の圧力が前記冷媒の臨界圧力を超えた状態で動作することを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載のヒートポンプ給湯装置。

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