JP2018091522A - 給湯装置 - Google Patents

Abstract

【課題】エネルギー効率の高い給湯装置を提供すること。【解決手段】給湯装置が、貯湯タンク（１０）と、沸き上げ回路（Ｃ１）と、循環ポンプ（Ｐ１）と、ヒートポンプユニット（２）と、制御装置（１００）と、を備える。制御装置（１００）が、貯湯タンク（１０）内の湯水の全量を沸き上げる沸き上げ運転である全量沸き上げ運転の終了後に、ヒートポンプユニット（２）を停止させた状態で循環ポンプ（Ｐ１）を駆動させて、貯湯タンク（１０）内の下部の湯水を貯湯タンク（１０）内の上部に汲み上げるポンプアップ運転を行うポンプアップ運転制御部（１００ａ）を有する。【選択図】図１

Description

本発明は、給湯装置に関する。

特許文献１には、貯湯タンクと、循環ポンプおよび加熱手段を有する沸き上げ回路と、貯湯タンクの上下方向に複数設けられた温度センサを備えた給湯装置が開示されている。この給湯装置では、電気料金の安い特定時間帯に貯湯タンク内の湯水の全量を沸き上げる全量沸き上げ運転を行っている。

特開２００８−１１６１４７号公報

ところで、上記給湯装置において全量沸き上げ運転を行う場合、沸き上げ回路の加熱手段に入水する入水温度が上昇すると、効率（ＣＯＰ）が低下して、貯湯タンク下部の水温が十分に上昇する前に全量沸き上げ運転が終了してしまう。このため、全量沸き上げ運転を終了した時点でも、貯湯タンク内の下部に「湯」として使用できない温度の湯水が一定量生成される場合がある。

また、沸き上げ回路の加熱手段に入水する入水温度が所定値以上になると、加熱手段の一部を構成する冷媒回路の高圧が設計圧力を超過するおそれがあるため、全量沸き上げ運転を終了しなければならない。すなわち、この場合においても、貯湯タンク内の下部に「湯」として使用できない温度の湯水が一定量生成される場合がある。

通常、貯湯タンク内の下部に生成された「湯」として使用できない温度の湯水は、給水口から供給される水と同様に扱われるため、上記給湯装置では、全量沸き上げ運転で使用された沸き上げ熱量に対してユーザーが使用可能な熱量の割合が低く、エネルギー効率が低くなるおそれがあった。

そこで、本発明は、エネルギー効率の高い給湯装置を提供することを課題とする。

上記課題を解決すべく、本発明の給湯装置は、
貯湯タンクと、
上記貯湯タンクの下部から沸き上げ熱交換部を通って上記貯湯タンクの上部に接続された沸き上げ回路と、
上記貯湯タンク内の湯水を上記沸き上げ回路を介して循環させる循環ポンプと、
上記貯湯タンク内の湯水を上記沸き上げ熱交換部により沸き上げるヒートポンプユニットと、
上記循環ポンプ、および、上記ヒートポンプユニットを制御して、上記貯湯タンク内の湯水を上記沸き上げ熱交換部により沸き上げつつ上記沸き上げ回路を介して循環させる沸き上げ運転を行う制御装置と、
を備え、
上記制御装置が、
上記貯湯タンク内の湯水の全量を沸き上げる上記沸き上げ運転である全量沸き上げ運転の終了後に、上記ヒートポンプユニットを停止させた状態で上記循環ポンプを駆動させて、上記貯湯タンク内の下部の水を貯湯タンク内の上部に汲み上げるポンプアップ運転を行うポンプアップ運転制御部を有する。

上記構成によれば、全量沸き上げ運転終了後に、ヒートポンプユニットが停止した状態で循環ポンプが駆動されて、貯湯タンク内の下部の水を貯湯タンク内の上部に汲み上げるポンプアップ運転が行われる。これにより、全量沸き上げ運転により沸き上げられたが所定温度には達していない貯湯タンク内の下部の水が、貯湯タンク内の上部の高温の湯と混ぜられて、湯として使用できる。その結果、全量沸き上げ運転で使用された沸き上げ熱量に対してユーザーが使用可能な熱量の割合を高めることができ、エネルギー効率を向上させることができる。

また、一実施形態の給湯装置では、
上記沸き上げ回路の上記沸き上げ熱交換部の上流側部分と上記沸き上げ熱交換部の下流側部分とに接続されて上記ヒートポンプユニットをバイパスするバイパス回路と、
上記沸き上げ回路を介した上記貯湯タンク内の湯水の第１循環経路と上記沸き上げ回路の一部および上記バイパス回路を介した上記貯湯タンク内の湯水の第２循環経路とを切り換える切換部と、
を備え、
上記ポンプアップ運転制御部が、全量沸き上げ運転終了後に、上記貯湯タンク内の湯水の循環経路を上記第１循環経路から上記第２循環経路に切り換えて、上記ポンプアップ運転を行う。

上記実施形態によれば、ヒートポンプユニットを経由しない第２循環経路を用いてポンプアップ運転が行われるので、ポンプアップ運転中の放熱による熱損失を低減できる。

また、一実施形態の給湯装置では、
上記沸き上げ熱交換部の入水温度を検出する入水温度センサをさらに備え、
上記ポンプアップ運転制御部が、上記ポンプアップ運転の開始後、上記入水温度センサにより検出された入水温度が所定温度以上になった場合に、上記循環ポンプを停止させて上記ポンプアップ運転を終了させる。

上記実施形態によれば、入水温度センサにより検出された入水温度が所定温度以上になった場合にポンプアップ運転を終了させるので、全量沸き上げ運転で使用された沸き上げ熱量に対してユーザーが使用可能な熱量の割合がさらに高まり、エネルギー効率を確実に向上させることができる。

また、一実施形態の給湯装置では、
上記貯湯タンクの底部の湯水の温度を検出するタンク底部温度センサを備え、
上記ポンプアップ運転制御部が、上記ポンプアップ運転の開始後、上記タンク底部温度センサにより検出された湯水の温度が所定温度以上になった場合に、上記循環ポンプを停止させて上記ポンプアップ運転を終了させる。

上記実施形態によれば、タンク底部温度センサにより検出された湯水の温度が所定温度以上になった場合にポンプアップ運転を終了させるので、全量沸き上げ運転で使用された沸き上げ熱量に対してユーザーが使用可能な熱量の割合をさらに高めることができる。

また、一実施形態の給湯装置では、
上記制御装置が、上記ポンプアップ運転の開始から経過した時間を計測する計測部を有し、
上記ポンプアップ運転制御部が、上記ポンプアップ運転の開始後、上記計測部により計測された時間が所定時間に到達した場合に、上記循環ポンプを停止させて上記ポンプアップ運転を終了させる。

上記実施形態によれば、計測部により計測された時間が所定時間に到達した場合にポンプアップ運転を終了させるので、簡単な構成で、全量沸き上げ運転で使用された沸き上げ熱量に対してユーザーが使用可能な熱量の割合を高めることができる。

また、一実施形態の給湯装置では、
上記貯湯タンクの上部の湯水の温度を検出するタンク上部温度センサを備え、
上記ポンプアップ運転制御部は、ポンプアップ運転の開始後に上記タンク上部温度センサにより検出された湯の温度が、上記全量沸き上げ運転終了以降かつ上記ポンプアップ運転の開始以前に上記タンク上部温度センサにより検出された湯の温度よりも所定温度以上低くなった場合に、上記循環ポンプを停止させて上記ポンプアップ運転を終了させる。

上記実施形態によれば、ポンプアップ運転により貯湯タンク内の上部の湯の温度が所定温度以上低くならないようにすることができるので、例えば、湯切れなどの貯湯タンク内の上部の湯の温度が低くなることにより発生する不具合を回避できる。

また、一実施形態の給湯装置では、
上記貯湯タンクの下部に接続された水回路を備え、
上記ポンプアップ運転制御部が、上記沸き上げ回路および上記水回路の少なくともいずれかを介して、上記貯湯タンク内の下部に湯水の供給が行われる所定の運転中である場合、上記全量沸き上げ運転の終了後であっても上記ポンプアップ運転を行わず、また、上記ポンプアップ運転中に上記所定の運転が開始された場合、上記ポンプアップ運転を終了させる。

上記実施形態によれば、貯湯タンク内の下部に湯水の供給が行われる所定の運転と同時にポンプアップ運転が行われない。これにより、ポンプアップ運転の運転精度を高めることができる。

また、一実施形態の給湯装置では、
上記ポンプアップ運転制御部が、上記循環ポンプを上記全量沸き上げ運転の終了時よりも低い回転数で駆動させて、上記ポンプアップ運転を行う。

上記実施形態よれば、ポンプアップ運転により沸き上げられた貯湯タンク内の下部の水を貯湯タンク内の上部の湯に効率よく混ぜることができる。

本発明によれば、エネルギー効率の高い給湯装置を実現できる。

本発明の一実施形態の給湯装置の配管系統図。 図１の給湯装置の沸き上げ運転時の湯水の流れを説明するための配管系統図。 図１の給湯装置の湯張り運転時の湯水の流れを説明するための配管系統図。 図１の給湯装置の追い焚き運転時の湯水の流れを説明するための配管系統図。 図１の給湯装置の風呂冷却運転時の湯水の流れを説明するための配管系統図。 図１の給湯装置の給湯運転時の湯水の流れを説明するための配管系統図。 図１の給湯装置のポンプアップ運転時の湯水の流れを説明するための第１の図。 図１の給湯装置のポンプアップ運転時の湯水の流れを説明するための第２の図。 図１の給湯装置のポンプアップ運転を説明するための第１の図。 図１の給湯装置のポンプアップ運転を説明するための第２の図。 図１の給湯装置のポンプアップ運転を説明するための第３の図。

以下、本発明の一実施形態を添付図面に従って説明する。なお、以下の説明では、必要に応じて特定の方向あるいは位置を示す用語（例えば、「上」、「下」、「右」、「左」を含む用語）を用いるが、それらの用語の使用は図面を参照した発明の理解を容易にするためであって、それらの用語の意味によって本発明の技術的範囲が限定されるものではない。また、以下の説明は、本質的に例示に過ぎず、本発明、その適用物、あるいは、その用途を制限することを意図するものではない。さらに、図面は模式的なものであり、各寸法の比率等は現実のものとは必ずしも合致していない。

図１は、本発明の一実施形態の給湯装置の配管系統図を示している。

図１に示すように、この給湯装置は、貯湯タンク１０を有する貯湯ユニット１と、上記貯湯ユニット１の貯湯タンク１０内の水を沸き上げるためのヒートポンプユニット２とを備えている。この貯湯ユニット１には、沸き上げ回路Ｃ１（図２に示す）と、循環ポンプの一例の沸き上げ循環ポンプＰ１とが設けられている。

＜沸き上げ回路Ｃ１＞
上記貯湯タンク１０の下部に配管Ｌ１の一端を接続し、配管Ｌ１の他端をポンプ入水弁Ｖ１の一方の入力側に接続している。また、ポンプ入水弁Ｖ１の出力側に配管Ｌ２の一端を接続し、配管Ｌ２の他端をバイパス弁Ｖ２の入力側に接続している。この配管Ｌ２に沸き上げ循環ポンプＰ１を配設している。また、バイパス弁Ｖ２の一方の出力側に配管Ｌ３を介してヒートポンプユニット２の沸き上げ熱交換部２ａの一端に接続している。

上記ヒートポンプユニット２の沸き上げ熱交換部２ａの他端を配管Ｌ４の一端に接続し、配管Ｌ４の他端を沸き上げ三方弁Ｖ３の入力側に接続している。また、バイパス弁Ｖ２の他方の出力側に配管Ｌ６の一端を接続し、配管Ｌ６の他端を配管Ｌ４の沸き上げ三方弁Ｖ３側に接続している。

また、上記沸き上げ三方弁Ｖ３の一方の出力側に配管Ｌ５の一端を接続し、配管Ｌ５の他端を貯湯タンク１０の上部に接続している。一方、沸き上げ三方弁Ｖ３の他方の出力側に配管Ｌ７の一端を接続し、配管Ｌ７の他端を貯湯タンク１０の下部に接続している。

上記配管Ｌ１〜Ｌ５とポンプ入水弁Ｖ１と沸き上げ循環ポンプＰ１とバイパス弁Ｖ２と沸き上げ三方弁Ｖ３で、貯湯タンク１０とヒートポンプユニット２との間の沸き上げ回路Ｃ１を構成している。

なお、図１では、ポンプ入水弁Ｖ１は、配管Ｌ２と配管Ｌ１１が連通した状態を示し、バイパス弁Ｖ２は、配管Ｌ２と配管Ｌ３が連通した状態を示し、沸き上げ三方弁Ｖ３は、配管Ｌ４と配管Ｌ７が連通した状態を示している。

この配管Ｌ１のポンプ入水弁Ｖ１よりも貯湯タンク１０側に排水用二方弁２７を配設している。通常、排水用二方弁２７は閉じており、メンテナンスなどにより貯湯タンク１０内の水を排水するとき、排水用二方弁２７を開いて、貯湯タンク１０の下部と排水口とを連通させる。

上記沸き上げ循環ポンプＰ１により、貯湯タンク１０内の湯水を、配管Ｌ１,ポンプ入水弁Ｖ１,バイパス弁Ｖ２ヒートポンプユニット２の沸き上げ熱交換部２ａ,配管Ｌ４,沸き上げ三方弁Ｖ３および配管Ｌ５(またはＬ７)を介して循環させる。

＜風呂給湯回路Ｃ２＞
次に、上記貯湯タンク１０の下部に配管Ｌ１１を介して外部の給水口を接続している。この配管Ｌ１１に、ストレーナ１１と、給水管側から貯湯タンク１０側への流れのみを許容する逆止弁１２と、減圧弁Ｖ１０とを上流側から順に配設している。

また、上記貯湯タンク１０の上部に配管Ｌ２１の一端を接続し、配管Ｌ２１の他端を湯張り混合弁Ｖ４の一方の入力側に接続している。上記配管Ｌ２１の湯張り混合弁Ｖ４近傍に、貯湯タンク１０側から湯張り混合弁Ｖ４側への流れのみを許容する逆止弁２１を配設している。

上記湯張り混合弁Ｖ４の他方の入力側に、分岐配管Ｌ１２の一端を接続し、その分岐配管Ｌ１２の他端を、配管Ｌ１１の減圧弁Ｖ１０の上流側に接続している。この分岐配管Ｌ１２の湯張り混合弁Ｖ４近傍に、給水口側から湯張り混合弁Ｖ４への流れのみを許容する逆止弁２２を配設している。

また、上記湯張り混合弁Ｖ４の出力側に配管Ｌ２２の一端を接続し、配管Ｌ２２の他端を、浴槽３に設けられた接続アダプタ９の給湯口９ａに接続している。この配管Ｌ２２には、湯張り混合弁Ｖ４側から順に、湯張り電磁弁Ｖ６と、湯張り混合弁Ｖ４側から浴槽３への流れのみを許容する逆止弁５と、水量センサ６と、湯張り混合弁Ｖ４側から浴槽３への流れのみを許容する逆止弁７を配設している。

上記配管Ｌ２２の逆止弁５と水量センサ６との間に、排水弁Ｖ７が配設された排水配管Ｌ４２の一端を接続している。また、配管Ｌ２１の貯湯タンク１０近傍に、逃がし弁２８が配設された排水配管４１の一端を接続している。

上記湯張り電磁弁Ｖ６と逆止弁５と水量センサ６と逆止弁７で複合水弁３０を構成している。

また、分岐配管Ｌ１２と貯湯タンク１０の下部とが、配管Ｌ１４により接続されている。この配管Ｌ１４を介して給水口からの水が貯湯タンク１０内に供給されるようになっている。

上記配管Ｌ２１,湯張り混合弁Ｖ４,配管Ｌ２２,複合水弁３０,配管Ｌ１１,配管Ｌ１２,配管Ｌ１４で、貯湯タンク１０と浴槽３との間の風呂給湯回路Ｃ２を構成している。なお、風呂給湯回路Ｃ２は、貯湯タンク１０の下部に接続された水回路の一例である。

＜風呂循環回路＞
上記接続アダプタ９の吸水口９ｂに配管Ｌ２４の一端を接続し、配管Ｌ２４の他端を追い焚き熱交換部２０の２次側の入力に接続している。上記配管Ｌ２４に風呂循環ポンプＰ２を配設している。また、配管Ｌ２２の複合水弁３０よりも下流側に分岐配管Ｌ２３の一端を接続し、分岐配管Ｌ２３の他端を追い焚き熱交換部２０の２次側の出力に接続している。

上記風呂循環ポンプＰ２により、浴槽３内の湯水を、配管Ｌ２４,追い焚き熱交換部２０(２次側),分岐配管Ｌ２３および配管Ｌ２２の一部を介して循環させる。

上記配管Ｌ２４,追い焚き熱交換部２０(２次側),分岐配管Ｌ２３,配管Ｌ２２および風呂循環ポンプＰ２で風呂循環回路を構成している。

上記湯張り電磁弁Ｖ６は、風呂循環回路を介して貯湯タンク１０内の温水を浴槽３内に流す経路を開閉する開閉弁である。

＜追い焚き回路Ｃ３＞
また、上記配管Ｌ２２の複合水弁３０よりも上流側に分岐配管Ｌ２５の一端を接続し、分岐配管Ｌ２５の他端を追い焚き熱交換部２０(１次側)の一端に接続している。上記追い焚き熱交換部２０(１次側)の他端に配管Ｌ２６の一端を接続し、配管Ｌ２６の他端をポンプ入水弁Ｖ１の一方の入力側に接続している。

配管Ｌ２１,配管Ｌ２２の一部,配管Ｌ２５,配管Ｌ２６,ポンプ入水弁Ｖ１,配管Ｌ２,バイパス弁Ｖ２,配管Ｌ６,配管Ｌ４の一部,沸き上げ三方弁Ｖ３,配管Ｌ７で、追い焚き回路Ｃ３を構成している。なお、追い焚き回路Ｃ３は、貯湯タンク１０の下部に接続された水回路の一例である。

＜給湯回路Ｃ４＞
また、上記貯湯タンク１０の上部に配管Ｌ３１の一端を接続し、配管Ｌ３１の他端を給湯混合弁Ｖ５の一方の入力側に接続している。上記配管Ｌ３１に、貯湯タンク１０側から給湯混合弁Ｖ５への流れのみを許容する逆止弁２３を配設している。

また、配管Ｌ１２の逆止弁２２近傍の給水口側に、分岐配管Ｌ１３の一端を接続し、分岐配管Ｌ１３の他端を給湯混合弁Ｖ５の他方の入力側に接続している。上記分岐配管Ｌ１３の給湯混合弁Ｖ５近傍に、給水口側から給湯混合弁Ｖ５への流れのみを許容する逆止弁２４を配設している。

上記給湯混合弁Ｖ５の出力側に配管Ｌ３２の一端を接続し、配管Ｌ３２の他端を給湯部２６(この実施形態では蛇口)に接続している。上記配管Ｌ３２に水量センサ２５を設けている。

上記配管Ｌ３１,給湯混合弁Ｖ５,配管Ｌ３２,配管Ｌ１１,配管Ｌ１２の一部,配管Ｌ１３,配管Ｌ１４で給湯回路Ｃ４を構成している。なお、給湯回路Ｃ４は、貯湯タンク１０の下部に接続された水回路の一例である。

＜温度センサ群＞
また、上記貯湯タンク１０には、下側から上側に向かって略等間隔に６つの温度センサＴ１〜Ｔ６を設けている。温度センサＴ６は、タンク上部温度センサの一例である。また、配管Ｌ１２と配管Ｌ１３の接続点近傍の上流側に、給水温度を検出する温度センサＴ１１を設けている。また、給湯部２６に接続された配管Ｌ３２には、水量センサ２５よりも下流側に給湯温度を検出する温度センサＴ１２を設けている。

さらに、貯湯タンク１０には、貯湯タンク１０の底部の湯水の温度を検出するタンク底部温度センサの一例の温度センサＴ７が設けられている。この温度センサＴ７は、貯湯タンク１０の温度センサＴ１よりも下側に配置されている。

また、浴槽３に接続された配管Ｌ２４には、浴槽３側の接続アダプタ９と風呂循環ポンプＰ２との間に、水位センサＬＳと、水流センサの一例としての水流スイッチＳＷと、温度センサＴ１３を接続アダプタ９側から順に設けている。

さらに、浴槽３に接続された配管Ｌ２２に分岐配管Ｌ２３が接続された接続点に、浴槽３に供給される湯温を検出する温度センサＴ１４を設けている。

また、上記ヒートポンプユニット２の沸き上げ熱交換部２ａへの往き水の入水温度を検出する入水温度センサＴ２１を配管Ｌ３に設けている。

さらに、上記ヒートポンプユニット２の沸き上げ熱交換部２ａからの戻り水の出湯温度を検出する出湯温度センサＴ２２を配管Ｌ４に設けている。

上記ヒートポンプユニット２は、外気温度を検出する外気温度センサＴ２３を有する。また、このヒートポンプユニット２は、冷媒として炭酸ガス(ＣＯ_２)を用いており、出湯温度を例えば６５℃〜９０℃の範囲で制御することが可能である。

＜制御装置＞
また、上記貯湯ユニット１は、マイクロコンピュータと入出力回路などからなる制御装置１００を備えている。上記制御装置１００は、リモートコントローラ２００との間で送受信を行う。上記制御装置１００は、温度センサＴ１〜Ｔ７,Ｔ１１〜Ｔ１４と水位センサＬＳと水流スイッチＳＷと水量センサ６,２５と入水温度センサＴ２１と出湯温度センサＴ２２と外気温度センサＴ２３およびリモートコントローラ２００からの信号を受けて、ヒートポンプユニット２と沸き上げ循環ポンプＰ１と風呂循環ポンプＰ２とポンプ入水弁Ｖ１とバイパス弁Ｖ２と沸き上げ三方弁Ｖ３と湯張り混合弁Ｖ４と給湯混合弁Ｖ５と湯張り電磁弁Ｖ６などを制御して、沸き上げ運転、湯張り運転、追い焚き運転、風呂冷却運転、給湯運転、および、凍結防止運転を行う。

〔沸き上げ運転〕
上記構成の給湯装置において、ヒートポンプユニット２により貯湯タンク１０内の湯を沸き上げる「沸き上げ運転」は、沸き上げ回路Ｃ１を介して行われる。すなわち、「沸き上げ運転」を行う場合、図２に示すように、ポンプ入水弁Ｖ１を配管Ｌ１と配管Ｌ２を連通する位置に切り換え、バイパス弁Ｖ２を配管Ｌ２と配管Ｌ３が連通する位置に切り換える。さらに、沸き上げ三方弁Ｖ３を配管Ｌ４と配管Ｌ５が連通する位置に切り換える。

そうして、沸き上げ循環ポンプＰ１を運転して、貯湯タンク１０内の湯を、ヒートポンプユニット２の沸き上げ熱交換部２ａにより沸き上げながら、配管Ｌ１,ポンプ入水弁Ｖ１,配管Ｌ２,バイパス弁Ｖ２,配管Ｌ３,ヒートポンプユニット２の沸き上げ熱交換部２ａ,配管Ｌ４,沸き上げ三方弁Ｖ３および配管Ｌ５(またはＬ７)を介して循環させる。

上記制御装置１００は、沸き上げ運転時にヒートポンプユニット２の出湯温度が目標出湯温度ＴＳになるように、ヒートポンプユニット２を制御する。ここで、目標出湯温度ＴＳは、貯湯タンク１０から給湯される湯量などに基づいて制御装置１００で算出される。例えば、使用される湯量が多い場合、目標出湯温度ＴＳは例えば８５℃と高くなり、使用される湯量が少ない場合、目標出湯温度ＴＳは例えば６５℃と低くなる。

また、上記制御装置１００は、入水温度センサＴ２１により検出された沸き上げ熱交換部２ａの入水温度が例えば４５度（沸き終い温度）になると、ヒートポンプユニット２および沸き上げ循環ポンプＰ１を停止させ、沸き上げ運転を終了させる。

さらに、上記制御装置１００は、例えば電気料金の安い特定時間帯（例えば２３：００〜７：００）に、貯湯タンク１０内の湯水の全量を沸き上げる全量沸き上げ運転を行う。

〔湯張り運転〕
上記貯湯タンク１０から風呂の浴槽３内に給湯する「湯張り運転」は、風呂給湯回路Ｃ２を介して行われる。すなわち「湯張り運転」を行う場合、図３に示すように、制御装置１００により湯張り電磁弁Ｖ６を開くと、貯湯タンク１０内の上部の高温の湯が、配管Ｌ２１,湯張り混合弁Ｖ４および配管Ｌ２２を介して浴槽３内に供給される。このとき、制御装置１００は、湯張り混合弁Ｖ４を制御して、目標設定温度に基づいて、貯湯タンク１０からの高温の湯と外部からの給水とを混合する。そして、水位センサＬＳにより検出された浴槽３内の水位が設定水位になると、湯張り電磁弁Ｖ６を閉じる。

なお、「風呂湯張り運転」において、ユーザーがリモートコントローラ２００を操作して、設定水位と設定温度を自動的に保つ風呂自動運転モードが選択されると、貯湯タンク１０から風呂の浴槽３内に給湯する「湯張り運転」を行った後、浴槽３内の湯面水位を設定水位に保つと共に湯温を設定温度に保つようにする「風呂監視運転」を行う。

〔追い焚き運転〕
風呂の浴槽３内の湯水を加熱して追い焚きする「追い焚き運転」は、追い焚き回路Ｃ３を介して行われる。すなわち、「追い焚き運転」を行う場合、図４に示すように、ポンプ入水弁Ｖ１を配管Ｌ２６と配管Ｌ２を連通する位置に切り換え、バイパス弁Ｖ２を配管Ｌ２と配管Ｌ６が連通する位置に切り換える。さらに、沸き上げ三方弁Ｖ３を配管Ｌ６と配管Ｌ７が連通する位置に切り換える。

そして、湯張り混合弁Ｖ４の開度を湯側に全開になるようにした状態で、沸き上げ循環ポンプＰ１を運転して、貯湯タンク１０内の上部の湯を、配管Ｌ２１,湯張り混合弁Ｖ４,配管Ｌ２２の一部,分岐配管Ｌ２５,追い焚き熱交換部２０(１次側),配管Ｌ２６,ポンプ入水弁Ｖ１,配管Ｌ２,配管Ｌ６,配管Ｌ４の一部および配管Ｌ７を介して循環させる。

このとき、風呂循環ポンプＰ２を運転して、浴槽３内の湯水を配管Ｌ２４,追い焚き熱交換部２０(２次側),配管Ｌ２３および配管Ｌ２２の一部を介して循環させることにより、追い焚き熱交換部２０で浴槽３側の湯水を加熱して追い焚きを行う。

〔風呂冷却運転〕
風呂の浴槽３内の湯水を冷却してぬるめにする「風呂冷却運転」は、風呂給湯回路Ｃ２の一部および追い焚き回路Ｃ３の一部を介して行われる。すなわち、「風呂冷却運転」を行う場合、図５に示すように、ポンプ入水弁Ｖ１を配管Ｌ２６と配管Ｌ２を連通する位置に切り換え、バイパス弁Ｖ２を配管Ｌ２と配管Ｌ６が連通する位置に切り換える。さらに、沸き上げ三方弁Ｖ３を配管Ｌ６と配管Ｌ７が連通する位置に切り換える。

そして、湯張り混合弁Ｖ４の開度を水側に全開になるようにした状態で、沸き上げ循環ポンプＰ１を運転して、貯湯タンク１０内の下部の水を、配管Ｌ１１,配管Ｌ１２,湯張り混合弁Ｖ４,配管Ｌ２２の一部,分岐配管Ｌ２５,追い焚き熱交換部２０(１次側),配管Ｌ２６,ポンプ入水弁Ｖ１,配管Ｌ２,配管Ｌ６,配管Ｌ４の一部および配管Ｌ７を介して循環させる。このとき、風呂循環ポンプＰ２を運転して、浴槽３内の湯水を配管Ｌ２４,追い焚き熱交換部２０(２次側),配管Ｌ２３および配管Ｌ２２の一部を介して循環させることにより、追い焚き熱交換部２０で浴槽３側の湯水を冷却してぬるめにする。

なお、この「風呂冷却運転」では、ユーザーがリモートコントローラ２００を操作することにより、風呂設定温度を変更することなく、例えば湯温を−２℃下げて所定時間(この実施の形態では１０分間)保持した後、浴槽３側の湯水の温度を風呂設定温度に戻すようにしている。

〔給湯運転〕
また、給湯部２６に設定給湯温度の湯水を供給する「給湯運転」給湯回路Ｃ４を介して行われる。すなわち、「給湯運転」を行う場合は、図６に示すように、給湯部２６の蛇口を開くと、給水圧力により外部からの水が配管Ｌ１１を介して貯湯タンク１０の下部から貯湯タンク１０内に供給される。これにより、貯湯タンク１０内の上部から高温の湯が配管Ｌ３１を介して押し出される。

そして、貯湯タンク１０内の上部から高温の湯が、配管Ｌ３１を介して給湯混合弁Ｖ５の一方の入力側に供給されると共に、外部からの水が配管Ｌ１１の一部,配管Ｌ１２および配管Ｌ１３の一部を介して給湯混合弁Ｖ５の他方の入力側(水側)に供給される。

ここで、貯湯タンク１０内の上部の高温の湯と外部からの水とが給湯混合弁Ｖ５により混合された後、配管Ｌ３２を介して給湯部２６から出湯される。このとき、上記制御装置１００は、「給湯運転」において、温度センサＴ１２により検出された給湯温度が設定給湯温度になるように、給湯混合弁Ｖ５の湯と水の混合比を制御する。
〔凍結防止運転〕
上記貯湯タンク１０の下部の配管Ｌ１,Ｌ２の凍結を防止する「凍結防止運転」は、沸き上げ回路Ｃ１を介して行われる。すなわち、「凍結防止運転」を行う場合は、図２に示すように、ポンプ入水弁Ｖ１を配管Ｌ１と配管Ｌ２を連通する位置に切り換え、バイパス弁Ｖ２を配管Ｌ２と配管Ｌ３が連通する位置に切り換える。さらに、沸き上げ三方弁Ｖ３を配管Ｌ４と配管Ｌ５が連通する位置に切り換える。

そうして、沸き上げ循環ポンプＰ１を運転して、貯湯タンク１０内の湯水を、配管Ｌ１,ポンプ入水弁Ｖ１,配管Ｌ２,バイパス弁Ｖ２,配管Ｌ３,ヒートポンプユニット２の沸き上げ熱交換部２ａ,配管Ｌ４,沸き上げ三方弁Ｖ３および配管Ｌ７を介して循環させる(ヒートポンプユニット２は運転しない)。この凍結防止運転は、例えば、入水温度センサＴ２１により検出された入水温度が２℃まで下がれば凍結防止運転を開始し、入水温度が５℃になると終了する。

また、上記制御装置１００は、ポンプアップ運転制御部１００ａと、計測部１００ｂとを有する。なお、ポンプアップ運転制御部１００ａおよび計測部１００ｂは、ＣＰＵが所定のプログラムを実行することにより実現される機能（ソフトウェア）である。

ポンプアップ運転制御部１００ａは、貯湯タンク１０内の湯水の全量を沸き上げる沸き上げ運転である全量沸き上げ運転の終了後（すなわち、入水温度センサＴ２１により検出された沸き上げ熱交換部２ａの入水温度が沸き終い温度（例えば４５度）になったことにより沸き上げ運転が終了した後）、ヒートポンプユニット２を停止させた状態で沸き上げ循環ポンプＰ１を全量沸き上げ運転の終了時よりも低い回転数（例えば１６００Ｈｚ）で駆動させて、貯湯タンク１０内の下部の湯水を貯湯タンク１０内の上部に汲み上げるポンプアップ運転を行う。

計測部１００ｂは、ポンプアップ運転の開始からポンプアップ運転が終了することなく経過した時間を計測する。

〔ポンプアップ運転〕
「ポンプアップ運転」を行う場合、図７に示すように、沸き上げ運転が行われた後の状態、すなわち、ポンプ入水弁Ｖ１を配管Ｌ１と配管Ｌ２を連通する位置に切り換え、バイパス弁Ｖ２を配管Ｌ２と配管Ｌ３が連通する位置に切り換え、さらに、沸き上げ三方弁Ｖ３を配管Ｌ４と配管Ｌ５が連通する位置に切り換えられた状態から、図８に示すように、切換部の一例のバイパス弁Ｖ２をバイパス回路を構成する配管Ｌ６と配管Ｌ５が連通する位置に切り換える。

そうして、ヒートポンプユニット２を停止させた状態で沸き上げ循環ポンプＰ１を運転して、貯湯タンク１０内の湯水を、配管Ｌ１,ポンプ入水弁Ｖ１,配管Ｌ２,バイパス弁Ｖ２,配管Ｌ６,沸き上げ三方弁Ｖ３および配管Ｌ５を介して循環させる。

すなわち、ポンプアップ運転は、全量沸き上げ運転終了後に、貯湯タンク（１０）内の湯水の循環経路を、沸き上げ回路Ｃ１を介した第１循環経路Ｒ１から、沸き上げ回路Ｃ１の一部および配管Ｌ６を介した第２循環経路Ｒ２に、バイパス弁Ｖ２により切り換えられて行われる。

なお、配管Ｌ６は、沸き上げ回路Ｃ１の沸き上げ熱交換部２ａの上流側部分と沸き上げ熱交換部２ａの下流側部分とに接続されてヒートポンプユニット２をバイパスするように設けられている。

ポンプアップ運転は、次の条件を全て満たしている場合に開始される。
・全量沸き上げ運転が行われ、終了した。
・沸き上げ運転が行われていない（沸き上げ運転開始の要求がない）。
・凍結防止運転が行われていない（凍結防止運転開始の要求がない）。
・湯張り運転が行われていない（湯張り運転開始の要求がない）。
・給湯運転が行われていない（給湯運転開始の要求がない）。
・追い焚き運転が行われていない（追い焚き運転開始の要求がない）。
・風呂冷却運転が行われていない（風呂冷却運転開始の要求がない）。
・沸き上げ運転を禁止する異常（例えば、沸き上げ循環ポンプＰ１の故障）が発生していない。

また、ポンプアップ運転は、次の条件のいずれかを満たした場合に終了する。
・ポンプアップ運転の開始後、温度センサＴ７により検出された湯水の温度が所定温度（例えば４２度）以上になった場合。
・ポンプアップ運転の開始後、計測部１００ｂにより計測された時間が所定時間（例えば３分）に到達した場合。
・ポンプアップ運転の開始後に温度センサＴ６により検出された湯水の温度が、全量沸き上げ運転終了以降かつポンプアップ運転の開始以前に温度センサＴ６により検出された湯水温度よりも所定温度（例えば５度）以上低くなった場合。
・（ポンプアップ運転中に）沸き上げ運転開始の要求があった場合。
・（ポンプアップ運転中に）凍結防止運転開始の要求があった場合。
・（ポンプアップ運転中に）湯張り運転開始の要求があった場合。
・（ポンプアップ運転中に）給湯運転開始の要求があった場合。
・（ポンプアップ運転中に）追い焚き運転開始の要求があった場合。
・（ポンプアップ運転中に）風呂冷却運転開始の要求があった場合。
・（ポンプアップ運転中に）沸き上げ運転を禁止する異常（例えば、沸き上げ循環ポンプＰ１の故障）が発生した場合。

ポンプアップ運転の終了条件のうち、「ポンプアップ運転の開始後、温度センサＴ７により検出された湯水の温度が所定温度（例えば４２度）以上になった場合」における「所定温度」として、例えば、設定給湯温度、お湯張り温度、あるいは、追い焚きに必要な温度のいずれかを設定することができる。また、設定給湯温度、お湯張り温度、あるいは、追い焚きに必要な温度のうちの最も低い温度を「所定温度：として設定してもよい。

また、「ポンプアップ運転の開始後、計測部１００ｂにより計測された時間が所定時間に到達した場合」における「所定時間」は、例えば、貯湯タンク１０内の下部の一定量の水（例えば１０リットル）が貯湯タンク１０内の上部に汲み上げ可能な時間であり、沸き上げ循環ポンプＰ１の性能および第２循環経路Ｒ２の配管長などから算出される。

さらに、「ポンプアップ運転の開始後に温度センサＴ６により検出された湯水の温度が、全量沸き上げ運転終了以降かつポンプアップ運転の開始以前に温度センサＴ６により検出された湯水温度よりも所定温度（例えば５度）以上低くなった場合」における「所定温度」は、貯湯タンク１０内の上部の湯の温度が低くなりすぎて給湯などに支障をきたさない温度であればよく、貯湯タンク１０内の上部の湯の温度などから決定される。

なお、ポンプアップ運転の開始条件および終了条件は、給湯装置の設計などに応じて、適宜変更できる。

例えば、給湯装置が、沸き上げ運転、湯張り運転、追い焚き運転、給湯運転、および、凍結防止運転以外の貯湯タンク１０の下部に接続された水回路を介して貯湯タンク１０の下部に湯水の供給が行われる所定の運転を有する場合、この所定の運転が行われていないことを開始条件にしてもよい。また、必要があれば、ポンプアップ運転の開始条件のいずれか１つまたは複数（例えば「給湯運転が開始された場合」）を省略することもできる。

また、ポンプアップ運転の終了条件については、上述の列挙されている９つのポンプアップ運転の終了条件のうち、いずれか１つのみがポンプアップ運転の終了条件として設定されていてもよいし、いずれか複数がポンプアップ運転の終了条件として設定されていてもよい。例えば、「ポンプアップ運転の開始後、計測部１００ｂにより計測された時間が所定時間（例えば３分）に到達した場合」のみがポンプアップ運転の終了条件として設定されていてもよいし、「ポンプアップ運転の開始後、計測部１００ｂにより計測された時間が所定時間（例えば３分）に到達した場合」と「ポンプアップ運転の開始後、温度センサＴ７により検出された湯水の温度が所定温度（例えば４２度）以上になった場合」とがポンプアップ運転の終了条件として設定されていてもよい。また、上述の列挙されている９つのポンプアップ運転の終了条件ではない新たなポンプアップ運転の終了条件を追加しても構わない。例えば、上記所定の運転を有する場合、この所定の運転の開始要求がされていないことを終了条件に追加してもよい。

このように、上記給湯装置では、全量沸き上げ運転終了後に、ヒートポンプユニット２が停止した状態で沸き上げ循環ポンプＰ１が駆動されて、貯湯タンク１０内の下部の水を貯湯タンク１０内の上部に汲み上げるポンプアップ運転が行われる。

例えば、図９に示すように、貯湯タンク１０内に水温が５度の水が貯留された状態で全量沸き上げ運転を行うと、図１０に示すように、貯湯タンク１０内には、貯湯タンク１０内の上部から下部に向かって順に、水温６５度、水温４５度、および、水温３８度の湯水が生成される。設定給湯温度が４２度に設定されている場合、水温３８度の湯水は、「湯」として使用できない。このとき、ポンプアップ運転を行うと、図１１に示すように、貯湯タンク１０内の下部の水温３８度の湯水を貯湯タンク１０内の上部に汲み上げられ、水温３８度の湯水が水温６５度の湯水に混ぜられて、「湯」として使用できるようになる。

すなわち、貯湯タンク１０内の湯水の全量が４２度以上になり、ヒートポンプユニット２を駆動させることなく、使用できる「湯」の量を増加させることができる。その結果、全量沸き上げ運転で使用された沸き上げ熱量に対してユーザーが使用可能な熱量の割合を高めることができ、エネルギー効率を向上させることができる。

また、ヒートポンプユニット２を経由しない第２循環経路Ｒ２を用いてポンプアップ運転が行われるので、ポンプアップ運転中の放熱による熱損失を低減できる。

また、温度センサＴ７により検出された湯水の温度が所定温度以上になった場合にポンプアップ運転を終了させるので、全量沸き上げ運転で使用された沸き上げ熱量に対してユーザーが使用可能な熱量の割合をさらに高めることができる。

また、計測部１００ｂにより計測された時間が所定時間に到達した場合にポンプアップ運転を終了させるので、簡単な構成で、全量沸き上げ運転で使用された沸き上げ熱量に対してユーザーが使用可能な熱量の割合を高めることができる。

また、ポンプアップ運転により貯湯タンク１０内の上部の湯の温度が所定温度以上低くならないようにすることができるので、例えば、湯切れなどの貯湯タンク１０内の上部の湯の温度が低くなることにより発生する不具合を回避できる。

また、給湯運転と同時にポンプアップ運転が行われないので、ポンプアップ運転により沸き上げられた貯湯タンク内の下部の水が給湯回路Ｃ２を介して、給湯部２６に供給されるのを回避できる。

また、沸き上げ循環ポンプＰ１を全量沸き上げ運転の終了時よりも低い回転数で駆動させてポンプアップ運転が行われるので、ポンプアップ運転により沸き上げられた貯湯タンク１０内の下部の水を貯湯タンク１０内の上部の湯に効率よく混ぜることができる。

なお、上記給湯装置では、ヒートポンプユニット２を経由しない第２循環経路Ｒ２を用いてポンプアップ運転を行っているが、これに限らず、例えば、第１循環経路Ｒ１を用いてポンプアップ運転を行ってもよい。この場合、ポンプアップ運転の開始後、入水温度センサＴ２１により検出された入水温度が所定温度以上になった場合に、沸き上げ循環ポンプＰ１を停止させてポンプアップ運転を終了させるようにすることで、全量沸き上げ運転で使用された沸き上げ熱量に対してユーザーが使用可能な熱量の割合を高めて、エネルギー効率を向上させることができる。

また、上記実施形態では、ポンプアップ運転制御部１００ａおよび計測部１００ｂをソフトウェアで構成したが、これに限らない。例えば、ポンプアップ運転制御部１００ａおよび計測部１００ｂの少なくとも１つをハードウェアで構成してもよい。

また、上記様々な実施形態または変形例のうちの任意の実施形態または変形例を適宜組み合わせることにより、それぞれの有する効果を奏するようにすることができる。また、実施形態同士の組み合わせまたは実施例同士の組み合わせまたは実施形態と実施例との組み合わせが可能であると共に、異なる実施形態または実施例の中の特徴同士の組み合わせも可能である。

１…貯湯ユニット
２…ヒートポンプユニット
２ａ…沸き上げ熱交換部
３…浴槽
５,７,１２,２１,２２,２３,２４…逆止弁
６,２５…水量センサ
９…接続アダプタ
９ａ…給湯口
９ｂ…吸水口
１０…貯湯タンク
１１…ストレーナ
２０…追い焚き熱交換部
２６…給湯部
２７…排水用二方弁
２８…逃がし弁
３０…複合水弁
１００…制御装置
１００ａ…ポンプアップ運転制御部
１００ｂ…計測部
２００…リモートコントローラ
ＬＳ…水位センサ
Ｐ１…沸き上げ循環ポンプ
Ｐ２…風呂循環ポンプ
ＳＷ…水流スイッチ
Ｔ１〜Ｔ７,Ｔ１１〜Ｔ１４,…温度センサ
Ｔ２１…入湯温度センサ
Ｔ２２…出湯温度センサ
Ｔ２３…外気温度センサ
Ｖ１…ポンプ入水弁
Ｖ２…バイパス弁
Ｖ３…沸き上げ三方弁
Ｖ４…湯張り混合弁
Ｖ５…給湯混合弁
Ｖ６…湯張り電磁弁
Ｖ１０…減圧弁
Ｃ１…沸き上げ回路
Ｃ２…風呂給湯回路
Ｃ３…追い焚き回路
Ｃ４…給湯回路
Ｒ１…第１循環経路
Ｒ２…第２循環経路

Claims (8)

1. 貯湯タンク（１０）と、
   上記貯湯タンクの下部から沸き上げ熱交換部（２ａ）を通って上記貯湯タンク（１０）の上部に接続された沸き上げ回路（Ｃ１）と、
   上記貯湯タンク（１０）内の湯水を上記沸き上げ回路（Ｃ１）を介して循環させる循環ポンプ（Ｐ１）と、
   上記貯湯タンク（１０）内の湯水を上記沸き上げ熱交換部（２ａ）により沸き上げるヒートポンプユニット（２）と、
   上記循環ポンプ（Ｐ１）、および、上記ヒートポンプユニット（２）を制御して、上記貯湯タンク（１０）内の湯水を上記沸き上げ熱交換部（２ａ）により沸き上げつつ上記沸き上げ回路（Ｃ１）を介して循環させる沸き上げ運転を行う制御装置（１００）と、
   を備え、
   上記制御装置（１００）が、
   上記貯湯タンク（１０）内の湯水の全量を沸き上げる上記沸き上げ運転である全量沸き上げ運転の終了後に、上記ヒートポンプユニット（２）を停止させた状態で上記循環ポンプ（Ｐ１）を駆動させて、上記貯湯タンク（１０）内の下部の湯水を貯湯タンク（１０）内の上部に汲み上げるポンプアップ運転を行うポンプアップ運転制御部（１００ａ）を有する、給湯装置。
2. 請求項１に記載の給湯装置において、
   上記沸き上げ回路（Ｃ１）の上記沸き上げ熱交換部（２ａ）の上流側部分と上記沸き上げ熱交換部（２ａ）の下流側部分とに接続されて上記ヒートポンプユニット（２）をバイパスするバイパス回路（Ｌ６）と、
   上記沸き上げ回路（Ｃ１）を介した上記貯湯タンク（１０）内の湯水の第１循環経路（Ｒ１）と上記沸き上げ回路（Ｃ１）の一部（Ｌ１，Ｖ１，Ｌ２，Ｖ３，Ｌ５）および上記バイパス回路（Ｌ６）を介した上記貯湯タンク（１０）内の湯水の第２循環経路（Ｒ２）とを切り換える切換部（Ｖ２）と、
   を備え、
   上記ポンプアップ運転制御部（１００ａ）が、全量沸き上げ運転終了後に、上記貯湯タンク（１０）内の湯水の循環経路を上記第１循環経路（Ｒ１）から上記第２循環経路（Ｒ２）に切り換えて、上記ポンプアップ運転を行う、給湯装置。
3. 請求項１に記載の給湯装置において、
   上記沸き上げ熱交換部（２ａ）の入水温度を検出する入水温度センサ（Ｔ２１）をさらに備え、
   上記ポンプアップ運転制御部（１００ａ）が、上記ポンプアップ運転の開始後、上記入水温度センサ（Ｔ２１）により検出された入水温度が所定温度以上になった場合に、上記循環ポンプ（Ｐ１）を停止させて上記ポンプアップ運転を終了させる、給湯装置。
4. 請求項１から３のいずれか１つに記載の給湯装置において、
   上記貯湯タンク（１０）の底部の湯水の温度を検出するタンク底部温度センサ（Ｔ７）を備え、
   上記ポンプアップ運転制御部（１００ａ）が、上記ポンプアップ運転の開始後、上記タンク底部温度センサ（Ｔ７）により検出された湯水の温度が所定温度以上になった場合に、上記循環ポンプ（Ｐ１）を停止させて上記ポンプアップ運転を終了させる、給湯装置。
5. 請求項１から４のいずれか１つに記載の給湯装置において、
   上記制御装置（１００）が、上記ポンプアップ運転の開始から経過した時間を計測する計測部（１００ｂ）を有し、
   上記ポンプアップ運転制御部（１００ａ）が、上記ポンプアップ運転の開始後、上記計測部（１００ｂ）により計測された時間が所定時間に到達した場合に、上記循環ポンプ（Ｐ１）を停止させて上記ポンプアップ運転を終了させる、給湯装置。
6. 請求項１から５のいずれか１つに記載の給湯装置において、
   上記貯湯タンク（１０）の上部の湯水の温度を検出するタンク上部温度センサ（Ｔ６）を備え、
   上記ポンプアップ運転制御部（１００ａ）は、ポンプアップ運転の開始後に上記タンク上部温度センサ（Ｔ６）により検出された湯水の温度が、上記全量沸き上げ運転終了以降かつ上記ポンプアップ運転の開始以前に上記タンク上部温度センサ（Ｔ６）により検出された湯水温度よりも所定温度以上低くなった場合に、上記循環ポンプ（Ｐ１）を停止させて上記ポンプアップ運転を終了させる、給湯装置。
7. 請求項１から６のいずれか１つに記載の給湯装置において、
   上記貯湯タンク（１０）の下部に接続された水回路（Ｃ２〜Ｃ４）を備え、
   上記ポンプアップ運転制御部（１００ａ）が、上記沸き上げ回路（Ｃ１）および上記水回路（Ｃ２〜Ｃ４）の少なくともいずれかを介して、上記貯湯タンク（１０）内の下部に湯水の供給が行われる所定の運転中である場合、上記全量沸き上げ運転の終了後であっても上記ポンプアップ運転を行わず、また、上記ポンプアップ運転中に上記所定の運転が開始された場合、上記ポンプアップ運転を終了させる、給湯装置。
8. 請求項１から７のいずれか１つに記載の給湯装置において、
   上記ポンプアップ運転制御部（１００ａ）が、上記循環ポンプ（Ｐ１）を上記全量沸き上げ運転の終了時よりも低い回転数で駆動させて、上記ポンプアップ運転を行う、給湯装置。

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