JP2019086216A - 貯湯式給湯装置 - Google Patents

Abstract

【課題】貯湯槽内の中温水を給湯に利用可能であるとともに、給湯温度の変動を抑制できる貯湯式給湯装置を提供する。【解決手段】中温取出切替弁２８は、貯湯槽１から中温配管３０を通って供給される中温水を水出口２８ｃへ流出させる中温位置と、水源からの低温水を水出口２８ｃへ流出させる低温位置とに流路を切り替え可能である。一般給湯側電動混合弁７及び風呂給湯側電動混合弁１１は、貯湯槽１から高温配管８を通って供給される高温湯と、中温取出切替弁２８の水出口２８ｃからの水とを混合させる。制御部２４は、中温取出切替弁２８へ供給される中温水の温度が、現在の温度よりも高くなる可能性がある場合には、中温取出切替弁２８を低温位置とし、中温位置への切り替えを禁止する。【選択図】図１

Description

本発明は、貯湯式給湯装置に関する。

リモコンにて設定された温度で、蛇口、シャワー、浴槽等へ給湯する機能を有した貯湯式給湯装置が広く用いられている。貯湯タンク内の中温水は、わき上げ効率を悪化させる要因になる。下記特許文献１に開示された貯湯式給湯装置は、以下のように構成される。なお、括弧内は特許文献１での符号である。貯湯タンク（１）の上部から取り出された高温水と、貯湯タンク（１）の中間部から取り出された中温水とを混合する高温水中温水混合弁（５）を備える。給水配管（６）からの低温水と、高温水中温水混合弁（５）からの湯とを混合する給水温水混合弁（７）を備える。貯湯タンク（１）の中温水を、高温水中温水混合弁（５）及び給水温水混合弁（７）を介して、蛇口、シャワー、浴槽等への給湯に利用することで消費する。

特開２００９−１６２４８１号公報

タンク中間部から取り出される中温水の温度は、タンク上部から取り出される高温水の温度よりも、変動しやすい。例えば、タンク内の温度境界層の位置が動くと、タンク中間部から取り出される中温水の温度が大きく変動する可能性がある。このため、中温水を利用した給湯中には、蛇口、シャワー、浴槽等への給湯温度が変動する可能性がある。

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、貯湯槽内の中温水を給湯に利用可能であるとともに、給湯温度の変動を抑制できる貯湯式給湯装置を提供することを目的とする。

本発明に係る貯湯式給湯装置は、貯湯槽と、貯湯槽の第一位置に連通する高温配管と、第一位置よりも低位の第二位置で貯湯槽に連通する中温配管と、貯湯槽から中温配管を通って供給される中温水が流入する中温入口と、中温水よりも温度の低い低温水が流入する低温入口と、水出口とを有し、中温入口を水出口へ連通させる中温位置と、低温入口を水出口へ連通させる低温位置とに流路を切り替え可能な中温取出切替弁と、貯湯槽から高温配管を通って供給される高温湯が流入する湯側入口と、中温取出切替弁の水出口からの水が流入する水側入口と、湯側入口から流入した高温湯と水側入口から流入した水とが混合した湯が出る湯出口とを有する混合弁と、混合弁及び中温取出切替弁を制御する制御手段と、を備え、制御手段は、中温取出切替弁の中温入口へ供給される中温水の温度が、現在の温度よりも高くなる可能性がある場合には、中温取出切替弁を低温位置とし、中温位置への切り替えを禁止するものである。

本発明によれば、貯湯槽内の中温水を給湯に利用可能であるとともに、給湯温度の変動を抑制することが可能となる。

実施の形態１による貯湯式給湯装置を示す図である。 実施の形態１による貯湯式給湯装置の制御動作を示すフローチャートである。 実施の形態２による貯湯式給湯装置の制御動作を示すフローチャートである。

以下、図面を参照して実施の形態について説明する。各図において共通または対応する要素には、同一の符号を付して、重複する説明を簡略化または省略する。本開示は、以下の各実施の形態で説明する構成のうち、組み合わせ可能な構成のあらゆる組み合わせを含み得る。

実施の形態１．
図１は、実施の形態１による貯湯式給湯装置を示す図である。図１に示すように、本実施の形態の貯湯式給湯装置は、水を加熱する加熱手段であるヒートポンプユニット２と、貯湯槽１を有する貯湯ユニット４０とを備える。ヒートポンプユニット２と、貯湯ユニット４０との間は、ＨＰ往き配管４８と、ＨＰ戻り配管４９と、電気配線（図示省略）とを介して接続されている。ヒートポンプユニット２内には、圧縮機、給湯用熱交換器、膨張弁、空気熱交換器を順次冷媒配管で接続したヒートポンプ回路が備えられている。

貯湯槽１は、湯水を貯留する。貯湯槽１の内部では、温度による水の密度の差によって、上側が高温で下側が低温になる温度成層を形成することができる。本実施の形態における貯湯槽１は、貯湯タンクを一つのみ備える。変形例として、貯湯槽１は、直列に接続された複数の貯湯タンクを備えたものでもよい。直列に接続された複数の貯湯タンクでは、上位側の貯湯タンクの下部と、当該貯湯タンクに対して低位側となる次の貯湯タンクの上部とが管を介して順次連結される。以下の説明において、貯湯槽１における上下方向の位置に関して言及するが、直列に接続された複数の貯湯タンクを貯湯槽１が備える場合には、それらの複数の貯湯タンクを含む貯湯槽１全体での階層において、上下方向の位置が特定されるものとする。

貯湯槽１の外面には、貯湯槽１の上部からの容積が、例えば０Ｌ、５０Ｌ、１００Ｌ、１５０Ｌ、１７０Ｌ、２２０Ｌの各位置に、第１の温度センサ５ａ、第２の温度センサ５ｂ、第３の温度センサ５ｃ、第４の温度センサ５ｄ、第５の温度センサ５ｅ、第６の温度センサ５ｆがそれぞれ設けられており、各位置で水温を検出する。第１〜第６の温度センサ５ａ〜５ｆは、貯湯槽１内の残湯熱量を検出する残湯熱量検出手段として機能する。ＨＰ往き配管４８には、ヒートポンプユニット２への入水温度を検出する第７の温度センサ５ｇが設けられている。

貯湯ユニット４０内には、循環ポンプ４、一般給湯側電動混合弁７、高温配管８、給水管９、風呂給湯側電動混合弁１１、風呂用電磁弁１３、風呂循環ポンプ１４、入水切替弁１７、給湯用流量センサ１９、給湯用温度センサ２０、風呂用流量センサ２１、風呂用温度センサ２２、給水温度センサ２３、出湯切替弁２６、中温戻し切替弁２７、中温取出切替弁２８、中温配管３０などがさらに備えられている。

給水管９の上流は、例えば水道管のような水源に接続されている。給水管９の下流側は、給水管９ａ及び給水管９ｂに分岐している。給水管９ａは、貯湯槽１の下部に接続されている。水源から供給される低温水が給水管９ａから貯湯槽１の下部に流入することで、貯湯槽１内は満水状態に維持される。

中温取出切替弁２８は、中温入口２８ａ、低温入口２８ｂ、及び水出口２８ｃを有する。低温入口２８ｂに給水管９ｂが接続されている。中温入口２８ａに中温配管３０の一端が接続されている。高温配管８の上流部は、貯湯槽１の上部にある第一位置１ａにて貯湯槽１内に連通する。中温配管３０の他端は、第一位置１ａよりも低位にある第二位置１ｂにて貯湯槽１内に連通する。第二位置１ｂは、給水管９ａが接続された貯湯槽１の下部よりも上位にある。すなわち、第二位置１ｂは、貯湯槽１の上部と下部との間の中間部にある。

貯湯槽１から中温配管３０を通って供給される中温水が中温入口２８ａに流入する。当該中温水よりも温度の低い低温水が低温入口２８ｂに流入する。本実施の形態では、水源から給水管９ｂを通って供給される低温水が低温入口２８ｂに流入する。中温取出切替弁２８は、「中温位置」と「低温位置」とに流路を切り替え可能である。「中温位置」では、中温入口２８ａが水出口２８ｃへ連通し、低温入口２８ｂが遮断される。「中温位置」のときには、中温配管３０からの中温水が水出口２８ｃへ流れる。「低温位置」では、低温入口２８ｂが水出口２８ｃへ連通し、中温入口２８ａが遮断される。「低温位置」のときには、給水管９ｂからの低温水が水出口２８ｃへ流れる。

一般給湯側電動混合弁７は、湯側入口７ａ、水側入口７ｂ、及び湯出口７ｃを備える。風呂給湯側電動混合弁１１は、湯側入口１１ａ、水側入口１１ｂ、及び湯出口１１ｃを備える。高温配管８の下流部は、湯側入口７ａ及び湯側入口１１ａのそれぞれに連通している。中温取出切替弁２８の水出口２８ｃは、水側入口７ｂ及び水側入口１１ｂのそれぞれに連通している。

第一給湯管１０の一端は、湯出口７ｃに接続されている。一般給湯側電動混合弁７は、貯湯槽１から高温配管８を通って供給される高温湯と、中温取出切替弁２８の水出口２８ｃからの水とを混合し、温度調節する。その温度調節された湯は、第一給湯管１０に流入する。第一給湯管１０を通る湯は、例えば、蛇口、シャワーなどに供給される。

第二給湯管１８の一端は、湯出口１１ｃに接続されている。風呂給湯側電動混合弁１１は、貯湯槽１から高温配管８を通って供給される高温湯と、中温取出切替弁２８の水出口２８ｃからの水とを混合し、温度調節する。その温度調節された湯は、第二給湯管１８に流入する。

給水管９には、給水温度センサ２３が設けられている。給水温度センサ２３は、給水管９を流れる水の温度である給水温度を検出する。第一給湯管１０には、給湯用流量センサ１９及び給湯用温度センサ２０が設けられている。給湯用流量センサ１９は、第一給湯管１０を流れる湯水の流量を検出する。給湯用温度センサ２０は、第一給湯管１０を流れる湯水の温度である第一給湯温度を検出する。第二給湯管１８には、風呂用電磁弁１３、風呂用流量センサ２１、及び風呂用温度センサ２２が設けられている。風呂用電磁弁１３は、第二給湯管１８を開閉する開閉弁に相当する。風呂用流量センサ２１は、第二給湯管１８を流れる湯水の流量を検出する。風呂用温度センサ２２は、第二給湯管１８を流れる湯水の温度である第二給湯温度を検出する。

第二給湯管１８は、風呂側循環回路１２に接続されている。貯湯ユニット４０内には熱交換器１５が配置されている。風呂側循環回路１２は、貯湯式給湯装置の外部の浴室にある浴槽（図示省略）から浴水を引き込み、熱交換器１５を経由した浴水を浴槽内に戻すことのできる経路である。風呂側循環回路１２の途中に接続された風呂循環ポンプ１４を運転すると、浴槽から浴水が風呂側循環回路１２を通過して浴槽に戻るように循環する。

貯湯ユニット４０から浴槽に湯を注入する湯はり動作を行うときには、以下のようになる。風呂用電磁弁１３が開かれる。風呂給湯側電動混合弁１１で温度調節された湯は、第二給湯管１８及び風呂側循環回路１２を通って、浴槽に流入する。風呂用電磁弁１３が閉じると、湯はり動作が終了する。

入水切替弁１７は、入口となるａポート及びｂポートと、出口となるｃポートとを有する流路切替手段である。入水切替弁１７は、ａ−ｃ、ｂ−ｃの２つの経路の間で流路切替可能に構成されている。

出湯切替弁２６は、入口となるａポート及びｂポートと、出口となるｃポート及びｄポートとを有する流路切替手段である。出湯切替弁２６は、ａ−ｃ、ａ−ｄ、ｂ−ｃ、ｂ−ｄの４つの経路の間で流路切替可能に構成されている。

中温戻し切替弁２７は、入口となるａポートと、出口となるｂポート、ｃポート、及びｄポートとを有する流路切替手段である。中温戻し切替弁２７は、ａ−ｂ、ａ−ｃ、ａ−ｄの３つの経路の間で流路切替可能に構成されている。

貯湯ユニット４０は、低温配管４１、第一送水配管４２、第一温水配管４３、第二温水配管４４、第三温水配管４５、第四温水配管４６、第五温水配管４７を有している。低温配管４１は、貯湯槽１の下部と入水切替弁１７のａポートとの間を接続する。第一送水配管４２は、入水切替弁１７のｃポートと循環ポンプ４の入口との間を接続する。ＨＰ往き配管４８は、循環ポンプ４の出口と、ヒートポンプユニット２の入口との間を接続する。ＨＰ戻り配管４９は、ヒートポンプユニット２の出口と出湯切替弁２６のｂポートとの間を接続する。第一温水配管４３は、出湯切替弁２６のｄポートと、中温戻し切替弁２７のａポートとの間を接続する。第三温水配管４５は、中温戻し切替弁２７のｂポートと、貯湯槽１の上部の温水導入出口１ｃとの間を接続する。第四温水配管４６は、中温戻し切替弁２７のｄポートと、高温配管８の途中の位置との間を接続する。第五温水配管４７は、中温戻し切替弁２７のｃポートと、貯湯槽１の上部から中間部の間に設けられた温水導入口１ｄとの間を接続する。

温水導入出口１ｃの近くに上部温度センサ６が設けられている。上部温度センサ６は、ヒートポンプユニット２によって加熱されて貯湯槽１の上部に戻される湯の温度を検出する。

第一タンク循環配管１６は、第三温水配管４５の途中の位置と、熱交換器１５のタンク水の入口との間を接続する。第二タンク循環配管５０は、熱交換器１５のタンク水の出口と、入水切替弁１７のｂポートとの間を接続する。第二送水配管５１は、ＨＰ往き配管４８における循環ポンプ４とヒートポンプユニット２の入口との間から分岐し、出湯切替弁２６のａポートに接続される。風呂熱回収配管３１は、第二タンク循環配管５０の途中の位置から分岐して、中温配管３０の途中の位置に接続されている。

本実施の形態の貯湯式給湯装置は、制御手段としての制御部２４を備える。制御部２４は、上述した各アクチュエータ及び各センサと電気的に接続されている。貯湯式給湯装置の運転は、制御部２４により制御される。

制御部２４と、リモコン２５との間は、有線通信または無線通信により、双方向に通信可能である。制御部２４と、リモコン２５とが、ネットワークを介して通信可能でもよい。リモコン２５は、ユーザーインターフェースの例である。リモコン２５は、ユーザーが操作する操作部と、情報を表示する表示部２５ａとを有する。リモコン２５は、操作部及び表示部２５ａの両方の機能を有するタッチスクリーンを備えてもよい。ユーザーは、リモコン２５を操作することで、貯湯式給湯装置を遠隔操作し、各種の設定などを行うことが可能である。リモコン２５の表示部２５ａは、ユーザーに情報を報知する報知手段としての機能を有する。本実施の形態におけるリモコン２５は、表示部２５ａを報知手段として備えるが、変形例として、例えば音声案内装置のような他の報知手段を備えてもよい。

本実施の形態において、リモコン２５は、例えば台所、リビング、浴室などの壁に設置されたものでもよい。または、例えばスマートフォンのような携帯端末がリモコン２５のようなユーザーインターフェースとしての機能を有するように構成してもよい。複数のリモコン２５が制御部２４に対して通信可能でもよい。

ユーザーは、リモコン２５を操作することで、一般給湯側電動混合弁７についての設定温度及び風呂給湯側電動混合弁１１についての設定温度をそれぞれ変更できる。以下の説明では、一般給湯側電動混合弁７についての設定温度を「給湯設定温度」と呼び、風呂給湯側電動混合弁１１についての設定温度を「湯はり設定温度」と呼ぶ。

本実施の形態の貯湯式給湯装置は、ヒートポンプユニット２で加熱された湯を貯湯槽１に流入させる貯湯運転を実行できる。貯湯運転では、以下のようになる。ヒートポンプユニット２及び循環ポンプ４が運転される。貯湯槽１の下部から取り出された水が、低温配管４１、入水切替弁１７、第一送水配管４２、循環ポンプ４、及びＨＰ往き配管４８を通ってヒートポンプユニット２内に導かれる。ヒートポンプユニット２内で加熱された高温の湯は、ＨＰ戻り配管４９、出湯切替弁２６、第一温水配管４３、中温戻し切替弁２７、及び第三温水配管４５を通って、温水導入出口１ｃから貯湯槽１に流入する。貯湯運転は、典型的には、深夜電力時間帯を中心に実施され、翌日に使用される分の湯を貯湯槽１に貯える。

給湯用流量センサ１９が水流を検出すると、制御部２４は、給湯用温度センサ２０で検出される温度が給湯設定温度に等しくなるように、一般給湯側電動混合弁７での混合比を調整する。風呂用流量センサ２１が水流を検出すると、制御部２４は、風呂用温度センサ２２で検出される温度が湯はり設定温度に等しくなるように、風呂給湯側電動混合弁１１での混合比を調整する。

中温取出切替弁２８が低温位置にあるときには、水源からの低温水と、貯湯槽１の上部からの高温湯とが、一般給湯側電動混合弁７及び風呂給湯側電動混合弁１１にて混合され、給湯に利用される。中温取出切替弁２８が中温位置にあるときには、貯湯槽１から中温配管３０へ流出した中温水と、貯湯槽１の上部からの高温湯とが、一般給湯側電動混合弁７及び風呂給湯側電動混合弁１１にて混合され、給湯に利用される。本実施の形態であれば、貯湯槽１から中温配管３０へ流出する中温水を給湯に利用可能であるので、貯湯槽１内の中温水の量を低減できる。このため、ヒートポンプユニット２への入水温度を低くすることができ、ヒートポンプユニット２の運転効率を向上できる。以下の説明では、中温取出切替弁２８を中温位置とすることで中温水を給湯に利用することを「中温水利用」と呼ぶことがある。

本実施の形態の貯湯式給湯装置は、追い焚き運転を実行できる。追い焚き運転は、熱交換器１５にて、貯湯槽１から循環するタンク水により、浴槽から循環する浴水を加熱する運転である。追い焚き運転のときには、以下のようになる。風呂循環ポンプ１４が運転され、風呂側循環回路１２に浴水が循環する。循環ポンプ４が運転され、貯湯槽１から取り出されたタンク水が次のように循環する。貯湯槽１の上部の温水導入出口１ｃから流出した高温のタンク水は、第一タンク循環配管１６を通って、熱交換器１５に流入する。熱交換器１５内で、タンク水は、浴槽からの浴水に熱を奪われることで温度低下し、例えば５０℃程度の温度になる。この温度低下したタンク水を以下「追い焚き戻り湯」と称する。追い焚き戻り湯は、熱交換器１５から、第二タンク循環配管５０、入水切替弁１７、第一送水配管４２、循環ポンプ４、第二送水配管５１、出湯切替弁２６、第一温水配管４３、中温戻し切替弁２７、及び第五温水配管４７を通って、温水導入口１ｄから貯湯槽１内に流入する。浴槽内の浴水の温度が適温まで上昇すると、制御部２４は、風呂循環ポンプ１４及び循環ポンプ４の動作を停止し、追い焚き運転を終了する。

本実施の形態の貯湯式給湯装置は、風呂熱回収運転を実行できる。風呂熱回収運転は、入浴の終了後、熱交換器１５にて、浴槽から循環する浴水によって貯湯槽１から循環するタンク水を加熱することで、浴槽内の熱を貯湯槽１内に回収する運転である。風呂熱回収運転のときには、以下のようになる。風呂循環ポンプ１４が運転され、風呂側循環回路１２に浴水が循環する。循環ポンプ４が運転され、貯湯槽１から取り出されたタンク水が次のように循環する。貯湯槽１の下部から低温配管４１へ流出した低温のタンク水は、入水切替弁１７、第一送水配管４２、循環ポンプ４、第二送水配管５１、出湯切替弁２６、第一温水配管４３、中温戻し切替弁２７、第三温水配管４５、及び第一タンク循環配管１６を通って、熱交換器１５に流入する。熱交換器１５内で、タンク水は、浴槽からの浴水の熱により加熱され、浴槽内の浴水の温度に近い温度になる。この加熱されたタンク水を以下「熱回収温水」と称する。熱回収温水は、熱交換器１５から、風呂熱回収配管３１、及び中温配管３０を通って、第二位置１ｂから貯湯槽１内に流入する。このようにして風呂熱回収運転が実施されると、貯湯槽１内で第二位置１ｂに近い高さの領域に、熱回収温水が貯留される。浴槽内の浴水の残熱の回収が終了すると、制御部２４は、風呂循環ポンプ１４及び循環ポンプ４の動作を停止し、風呂熱回収運転を終了する。

本実施の形態の貯湯式給湯装置は、エア抜き運転を実行できる。エア抜き運転は、配管内のエア抜きを行うための運転である。リモコン２５にてエア抜き運転の開始の操作がされると、制御部２４は、エア抜き運転を行う。エア抜き運転のときには、以下のようになる。循環ポンプ４が運転される。貯湯槽１の上部から取り出された高温湯が、熱交換器１５、入水切替弁１７、循環ポンプ４、ヒートポンプユニット２、出湯切替弁２６、中温戻し切替弁２７を通って、温水導入口１ｄから貯湯槽１内に流入する。同時に、貯湯槽１内の湯が第二位置１ｂから中温配管３０、風呂熱回収配管３１を通って、第二タンク循環配管５０に流入して合流する。エア抜き運転のときには、風呂循環ポンプ１４は運転されず、浴水は熱交換器１５に循環しない。このため、熱交換器１５を通る高温湯は、熱交換をせず、高温のままで温水導入口１ｄから貯湯槽１内に流入する。エア抜き運転の動作時間が所定時間を超えた場合、あるいはリモコン２５にてエア抜き運転の終了の操作がされた場合には、制御部は、循環ポンプ４の動作を停止し、エア抜き運転を終了する。

制御部２４は、中温水利用制御手段２４ａ、中温水利用禁止手段２４ｂ、及び中温水利用停止手段２４ｃを備える。中温水利用制御手段２４ａは、中温水が利用できるかどうかを判断し、中温取出切替弁２８に対して動作指示を送る。中温水利用制御手段２４ａは、貯湯槽１から中温配管３０へ供給される中温水の温度に基づいて、中温水が利用できるかどうかを判断する。第４の温度センサ５ｄは、第二位置１ｂと同じ高さ、またはほぼ同じ高さの位置にある。第４の温度センサ５ｄで検出される温度は、貯湯槽１から中温配管３０へ供給される中温水の温度に等しいとみなすことができる。よって、第４の温度センサ５ｄにより、貯湯槽１から中温配管３０へ供給される中温水を検出できる。以下の説明では、第４の温度センサ５ｄで検出される温度を「中温水検出温度」と称する。

例えば、以下のようにしてもよい。中温水利用制御手段２４ａは、給湯設定温度及び湯はり設定温度の少なくとも一方に基づいて、中温取出許可温度を算出する。中温取出許可温度は、給湯設定温度あるいは湯はり設定温度よりも低い温度である。中温水利用制御手段２４ａは、中温水検出温度が中温取出許可温度以下であれば、中温水利用可能と判断し、中温取出切替弁２８を中温位置にする動作指示を出す。中温水利用制御手段２４ａは、中温水検出温度が中温取出許可温度よりも高ければ、中温水利用不可と判断し、中温取出切替弁２８を低温位置にする動作指示を出す。

以下の説明では、中温取出切替弁２８の中温入口２８ａに供給される中温水の温度を「中温水温度」と称する。中温水利用禁止手段２４ｂは、中温水温度が現在の温度よりも高くなる可能性がある場合には、中温水利用を禁止する。例えば、中温水利用禁止手段２４ｂは、貯湯槽１内の中間部の温度が上昇する可能性のある運転、あるいは貯湯槽１内の中間部の温度が急峻に変動する可能性のある運転が行われている場合には、中温水利用を禁止する。これにより、設定温度よりも高い温度の湯が第一給湯管１０または第二給湯管１８へ供給されたり、給湯温度の変動が発生したりすることを確実に防止できる。以下の説明では、設定温度よりも高い温度の湯が第一給湯管１０または第二給湯管１８へ供給されることを「高温給湯」と称し、第一給湯管１０または第二給湯管１８を流れる湯の温度が変動することを「給湯温度変動」と称する。

また、中温水利用禁止手段２４ｂは、中温水利用の給湯の際に使用する機器が故障している場合には、中温水利用を禁止する。当該機器が故障しているときに中温水利用の給湯を行うと、高温給湯及び給湯温度変動が発生する可能性があるためである。

中温水利用停止手段２４ｃは、中温水利用中に、貯湯槽１内の中間部の温度が上昇する可能性のある運転、あるいは貯湯槽１内の中間部の温度が急峻に変動する可能性のある運転を開始する要求が発生した場合には、中温水利用を停止する。これにより、高温給湯及び給湯温度変動を確実に防止できる。

図２は、実施の形態１による貯湯式給湯装置の制御動作を示すフローチャートである。実施の形態１では、中温取出切替弁２８が低温位置で待機している場合の動作について記載する。制御部２４は、中温取出切替弁２８が低温位置にあるときに、本フローチャートの処理を実行する。図２のステップＳ１で、中温水利用禁止手段２４ｂは、貯湯運転が実行中かどうかを判断する。貯湯運転が実行中である場合には、ステップＳ７へ進み、中温水利用禁止手段２４ｂは、中温取出切替弁２８の中温位置への切替動作を禁止する。貯湯運転の実行中は、貯湯槽１内で高温湯の層が上部から下へ向かって拡大していくので、中温水温度が現在の温度よりも高くなる可能性がある。本実施の形態であれば、貯湯運転の実行中に中温水利用を禁止することで、高温給湯及び給湯温度変動を確実に防止できる。

貯湯運転が実行中でない場合には、ステップＳ１からステップＳ２へ進む。ステップＳ２で、中温水利用禁止手段２４ｂは、追い焚き運転が実行中かどうかを判断する。追い焚き運転が実行中である場合には、ステップＳ７へ進み、中温水利用禁止手段２４ｂは、中温取出切替弁２８の中温位置への切替動作を禁止する。追い焚き運転の実行中は、追い焚き戻り湯が温水導入口１ｄから貯湯槽１内に流入するので、中温水温度が現在の温度よりも高くなる可能性がある。本実施の形態であれば、追い焚き運転の実行中に中温水利用を禁止することで、高温給湯及び給湯温度変動を確実に防止できる。

追い焚き運転が実行中でない場合には、ステップＳ２からステップＳ３へ進む。ステップＳ３で、中温水利用禁止手段２４ｂは、風呂熱回収運転が実行中かどうかを判断する。風呂熱回収運転が実行中である場合には、ステップＳ７へ進み、中温水利用禁止手段２４ｂは、中温取出切替弁２８の中温位置への切替動作を禁止する。風呂熱回収運転の実行中は、熱回収温水が中温配管３０内に流入するので、中温水温度が現在の温度よりも高くなる可能性がある。本実施の形態であれば、風呂熱回収運転の実行中に中温水利用を禁止することで、高温給湯及び給湯温度変動を確実に防止できる。

風呂熱回収運転が実行中でない場合には、ステップＳ３からステップＳ４へ進む。ステップＳ４で、中温水利用禁止手段２４ｂは、エア抜き運転が実行中かどうかを判断する。エア抜き運転が実行中である場合には、ステップＳ７へ進み、中温水利用禁止手段２４ｂは、中温取出切替弁２８の中温位置への切替動作を禁止する。エア抜き運転の実行中は、高温湯が中温配管３０内に流入する可能性があるので、中温水温度が現在の温度よりも高くなる可能性がある。本実施の形態であれば、エア抜き運転の実行中に中温水利用を禁止することで、高温給湯及び給湯温度変動を確実に防止できる。

エア抜き運転が実行中でない場合には、ステップＳ４からステップＳ５へ進む。ステップＳ５で、一般給湯側電動混合弁７、風呂給湯側電動混合弁１１、中温取出切替弁２８、第４の温度センサ５ｄ、給湯用温度センサ２０、及び風呂用温度センサ２２のうちの少なくとも一つの機器に関して、例えば故障エラーのような異常がないかどうかを判断する。一般給湯側電動混合弁７、風呂給湯側電動混合弁１１、中温取出切替弁２８、第４の温度センサ５ｄ、給湯用温度センサ２０、及び風呂用温度センサ２２のうちの少なくとも一つの機器に関して異常がある場合には、ステップＳ７へ進み、中温水利用禁止手段２４ｂは、中温取出切替弁２８の中温位置への切替動作を禁止する。これにより、高温給湯及び給湯温度変動を確実に防止できる。

ステップＳ５で、異常のない場合には、ステップＳ６へ進む。ステップＳ６で、中温水利用禁止手段２４ｂは、給湯用温度センサ２０または風呂用温度センサ２２の検出温度を、基準となる高温判定温度と比較する。高温判定温度は、給湯設定温度または湯はり設定温度に応じて算出される。高温判定温度は、給湯設定温度または湯はり設定温度よりも高い温度である。給湯用温度センサ２０または風呂用温度センサ２２の検出温度が高温判定温度以上の場合には、ステップＳ７へ進み、中温水利用禁止手段２４ｂは、中温取出切替弁２８の中温位置への切替動作を禁止する。これにより、一般給湯側電動混合弁７及び風呂給湯側電動混合弁１１に対して水源からの低温水を確実に供給可能になるので、設定温度よりも高くなっている給湯温度を確実に低下させることができる。

ステップＳ６で、給湯用温度センサ２０または風呂用温度センサ２２の検出温度が高温判定温度未満の場合には、ステップＳ８へ進み、中温水利用禁止手段２４ｂは、中温水利用を許可する。この場合には、中温水利用制御手段２４ａにより中温取出切替弁２８が制御される。

以上説明したように、本実施の形態によれば、中温水温度が現在の温度よりも高くなる可能性がある場合には中温取出切替弁２８を低温位置から中温位置へ切り替えることを禁止することで、高温給湯及び給湯温度変動を未然に防止することが可能となる。

実施の形態２．
次に、図３を参照して、実施の形態２について説明するが、前述した実施の形態１との相違点を中心に説明し、同一部分または相当部分については説明を簡略化または省略する。本実施の形態２の貯湯式給湯装置のハードウェア構成は、図１に示す実施の形態１と同じであるので、図示を省略する。

図３は、実施の形態２による貯湯式給湯装置の制御動作を示すフローチャートである。実施の形態２では、中温取出切替弁２８が中温位置で待機していた場合の動作について記載する。制御部２４は、中温取出切替弁２８が中温位置にあるときに、図３のフローチャートの処理を実行する。

図３のステップＳ９で、中温水利用停止手段２４ｃは、貯湯運転を開始する要求があるかどうかを判断する。貯湯運転を開始する要求がある場合には、ステップＳ１５へ進み、中温水利用停止手段２４ｃは、中温水利用の停止を決定する。次いで、ステップＳ１６へ進み、中温水利用停止手段２４ｃは、中温取出切替弁２８を低温位置へ切り替える動作指示を行う。このように、貯湯運転が開始される場合に、中温取出切替弁２８が中温位置にあるときには、中温取出切替弁２８を低温位置に切り替えることで、高温給湯及び給湯温度変動を確実に防止できる。

貯湯運転を開始する要求がない場合には、ステップＳ９からステップＳ１０へ進む。ステップＳ１０で、中温水利用停止手段２４ｃは、追い焚き運転を開始する要求があるかどうかを判断する。追い焚き運転を開始する要求がある場合には、ステップＳ１５へ進み、中温水利用停止手段２４ｃは、中温水利用の停止を決定する。次いで、ステップＳ１６へ進み、中温水利用停止手段２４ｃは、中温取出切替弁２８を低温位置へ切り替える動作指示を行う。このように、追い焚き運転が開始される場合に、中温取出切替弁２８が中温位置にあるときには、中温取出切替弁２８を低温位置に切り替えることで、高温給湯及び給湯温度変動を確実に防止できる。

追い焚き運転を開始する要求がない場合には、ステップＳ１０からステップＳ１１へ進む。ステップＳ１１で、中温水利用停止手段２４ｃは、風呂熱回収運転を開始する要求があるかどうかを判断する。風呂熱回収運転を開始する要求がある場合には、ステップＳ１５へ進み、中温水利用停止手段２４ｃは、中温水利用の停止を決定する。次いで、ステップＳ１６へ進み、中温水利用停止手段２４ｃは、中温取出切替弁２８を低温位置へ切り替える動作指示を行う。このように、風呂熱回収運転が開始される場合に、中温取出切替弁２８が中温位置にあるときには、中温取出切替弁２８を低温位置に切り替えることで、高温給湯及び給湯温度変動を確実に防止できる。

風呂熱回収運転を開始する要求がない場合には、ステップＳ１１からステップＳ１２へ進む。ステップＳ１２で、中温水利用停止手段２４ｃは、エア抜き運転を開始する要求があるかどうかを判断する。エア抜き運転を開始する要求がある場合には、ステップＳ１５へ進み、中温水利用停止手段２４ｃは、中温水利用の停止を決定する。次いで、ステップＳ１６へ進み、中温水利用停止手段２４ｃは、中温取出切替弁２８を低温位置へ切り替える動作指示を行う。このように、エア抜き運転が開始される場合に、中温取出切替弁２８が中温位置にあるときには、中温取出切替弁２８を低温位置に切り替えることで、高温給湯及び給湯温度変動を確実に防止できる。

エア抜き運転を開始する要求がない場合には、ステップＳ１２からステップＳ１３へ進む。ステップＳ１３で、一般給湯側電動混合弁７、風呂給湯側電動混合弁１１、中温取出切替弁２８、第４の温度センサ５ｄ、給湯用温度センサ２０、及び風呂用温度センサ２２のうちの少なくとも一つの機器に関して、例えば故障エラーのような異常が発生していないかどうかを判断する。一般給湯側電動混合弁７、風呂給湯側電動混合弁１１、中温取出切替弁２８、第４の温度センサ５ｄ、給湯用温度センサ２０、及び風呂用温度センサ２２のうちの少なくとも一つの機器に関して異常が発生した場合には、ステップＳ１５へ進み、中温水利用停止手段２４ｃは、中温水利用の停止を決定する。次いで、ステップＳ１６へ進み、中温水利用停止手段２４ｃは、中温取出切替弁２８を低温位置へ切り替える動作指示を行う。これにより、高温給湯及び給湯温度変動を確実に防止できる。

ステップＳ１３で、異常が発生していない場合には、ステップＳ１４へ進む。ステップＳ１４で、中温水利用停止手段２４ｃは、給湯用温度センサ２０または風呂用温度センサ２２の検出温度が、高温判定温度以上かどうかを判断する。給湯用温度センサ２０または風呂用温度センサ２２の検出温度が高温判定温度以上の場合には、ステップＳ１５へ進み、中温水利用停止手段２４ｃは、中温水利用の停止を決定する。次いで、ステップＳ１６へ進み、中温水利用停止手段２４ｃは、中温取出切替弁２８を低温位置へ切り替える動作指示を行う。これにより、一般給湯側電動混合弁７及び風呂給湯側電動混合弁１１に対して水源からの低温水を供給可能になるので、設定温度よりも高くなっている給湯温度を確実に低下させることができる。

ステップＳ１４で、給湯用温度センサ２０または風呂用温度センサ２２の検出温度が高温判定温度未満の場合には、ステップＳ１７へ進み、中温水利用停止手段２４ｃは、中温水利用の継続を許可する。この場合には、中温水利用制御手段２４ａにより中温取出切替弁２８が制御される。

以上説明したように、本実施の形態によれば、中温水利用中に、中温水温度が現在の温度よりも高くなる可能性が生じた場合には、中温取出切替弁２８を中温位置から低温位置へ切り替えることで、高温給湯及び給湯温度変動を未然に防止することが可能となる。

制御部２４は、制御モードとして、第一制御モード及び第二制御モードを有してもよい。第二制御モードは、第一制御モードよりも省エネルギーを優先する制御モードである。例えば、第一制御モードは「通常モード」のような名称でもよいし、第二制御モードは「省エネモード」のような名称でもよい。ユーザーは、リモコン２５を操作することで、第一制御モードか第二制御モードかを選択できる。

第二制御モードが選択されている場合において、貯湯槽１から中温配管３０へ供給される中温水を利用した給湯の実行中に、貯湯運転、追い焚き運転、風呂熱回収運転、またはエア抜き運転を開始する要求が発生した場合には、制御部２４は、当該給湯が終了するまで、その要求された、貯湯運転、追い焚き運転、風呂熱回収運転、またはエア抜き運転の開始を延期してもよい。そして、制御部２４は、当該給湯の終了を待って、中温取出切替弁２８を中温位置から低温位置へ切り替えた後に、要求された、貯湯運転、追い焚き運転、風呂熱回収運転、またはエア抜き運転を開始してもよい。上記のようにすることで、中温水の利用量を増加させることができるので、省エネルギーが図れる。

１ 貯湯槽、 １ａ 第一位置、 １ｂ 第二位置、 １ｃ 温水導入出口、 １ｄ 温水導入口、 ２ ヒートポンプユニット、 ４ 循環ポンプ、 ７ 一般給湯側電動混合弁、 ７ａ 湯側入口、 ７ｂ 水側入口、 ７ｃ 湯出口、 ８ 高温配管、 ９，９ａ，９ｂ 給水管、 １０ 第一給湯管、 １１ 風呂給湯側電動混合弁、 １１ａ 湯側入口、 １１ｂ 水側入口、 １１ｃ 湯出口、 １２ 風呂側循環回路、 １３ 風呂用電磁弁、 １４ 風呂循環ポンプ、 １５ 熱交換器、 １７ 入水切替弁、 １８ 第二給湯管、 １９ 給湯用流量センサ、 ２０ 給湯用温度センサ、 ２１ 風呂用流量センサ、 ２２ 風呂用温度センサ、 ２３ 給水温度センサ、 ２４ 制御部、 ２４ａ 中温水利用制御手段、 ２４ｂ 中温水利用禁止手段、 ２４ｃ 中温水利用停止手段、 ２５ リモコン、 ２５ａ 表示部、 ２６ 出湯切替弁、 ２７ 中温戻し切替弁、 ２８ 中温取出切替弁、 ２８ａ 中温入口、 ２８ｂ 低温入口、 ２８ｃ 水出口、 ３０ 中温配管、 ３１ 風呂熱回収配管、 ４０ 貯湯ユニット、 ４８ ＨＰ往き配管、 ４９ ＨＰ戻り配管

Claims (15)

1. 貯湯槽と、
   前記貯湯槽の第一位置に連通する高温配管と、
   前記第一位置よりも低位の第二位置で前記貯湯槽に連通する中温配管と、
   前記貯湯槽から前記中温配管を通って供給される中温水が流入する中温入口と、前記中温水よりも温度の低い低温水が流入する低温入口と、水出口とを有し、前記中温入口を前記水出口へ連通させる中温位置と、前記低温入口を前記水出口へ連通させる低温位置とに流路を切り替え可能な中温取出切替弁と、
   前記貯湯槽から前記高温配管を通って供給される高温湯が流入する湯側入口と、前記中温取出切替弁の前記水出口からの水が流入する水側入口と、前記湯側入口から流入した高温湯と前記水側入口から流入した水とが混合した湯が出る湯出口とを有する混合弁と、
   前記混合弁及び前記中温取出切替弁を制御する制御手段と、
   を備え、
   前記制御手段は、前記中温取出切替弁の前記中温入口へ供給される中温水の温度が、現在の温度よりも高くなる可能性がある場合には、前記中温取出切替弁を前記低温位置とし、前記中温位置への切り替えを禁止する
   貯湯式給湯装置。
2. 水を加熱する加熱手段を備え、
   前記貯湯槽内の水を前記加熱手段により加熱する貯湯運転の実行中には、前記制御手段は、前記中温取出切替弁を前記低温位置とし、前記中温位置への切り替えを禁止する請求項１に記載の貯湯式給湯装置。
3. 前記貯湯運転が開始される場合に、前記中温取出切替弁が前記中温位置にあるときには、前記制御手段は、前記中温取出切替弁を前記低温位置に切り替える請求項２に記載の貯湯式給湯装置。
4. 前記制御手段は、第一制御モードと、前記第一制御モードよりも省エネルギーを優先する第二制御モードとを有し、
   前記第二制御モードが選択されている場合において、前記貯湯槽から前記中温配管へ供給される中温水を利用した給湯の実行中に、前記貯湯運転を開始する要求が発生した場合には、前記制御手段は、当該給湯が終了するまで、前記貯湯運転の開始を延期する請求項２または請求項３に記載の貯湯式給湯装置。
5. 浴槽から循環する浴水と、前記貯湯槽から循環する循環水との間で熱を交換する熱交換器を備え、
   前記熱交換器にて前記循環水により前記浴水を加熱する追い焚き運転の実行中には、前記制御手段は、前記中温取出切替弁を前記低温位置とし、前記中温位置への切り替えを禁止する請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の貯湯式給湯装置。
6. 前記追い焚き運転が開始される場合に、前記中温取出切替弁が前記中温位置にあるときには、前記制御手段は、前記中温取出切替弁を前記低温位置に切り替える請求項５に記載の貯湯式給湯装置。
7. 前記制御手段は、第一制御モードと、前記第一制御モードよりも省エネルギーを優先する第二制御モードとを有し、
   前記第二制御モードが選択されている場合において、前記貯湯槽から前記中温配管へ供給される中温水を利用した給湯の実行中に、前記追い焚き運転を開始する要求が発生した場合には、前記制御手段は、当該給湯が終了するまで、前記追い焚き運転の開始を延期する請求項５または請求項６に記載の貯湯式給湯装置。
8. 浴槽から循環する浴水と、前記貯湯槽から循環する循環水との間で熱を交換する熱交換器を備え、
   前記熱交換器にて前記浴水により前記循環水を加熱することで前記浴槽内の熱を前記貯湯槽内に回収する風呂熱回収運転の実行中には、前記制御手段は、前記中温取出切替弁を前記低温位置とし、前記中温位置への切り替えを禁止する請求項１から請求項７のいずれか一項に記載の貯湯式給湯装置。
9. 前記風呂熱回収運転が開始される場合に、前記中温取出切替弁が前記中温位置にあるときには、前記制御手段は、前記中温取出切替弁を前記低温位置に切り替える請求項８に記載の貯湯式給湯装置。
10. 前記制御手段は、第一制御モードと、前記第一制御モードよりも省エネルギーを優先する第二制御モードとを有し、
    前記第二制御モードが選択されている場合において、前記貯湯槽から前記中温配管へ供給される中温水を利用した給湯の実行中に、前記風呂熱回収運転を開始する要求が発生した場合には、前記制御手段は、当該給湯が終了するまで、前記風呂熱回収運転の開始を延期する請求項８または請求項９に記載の貯湯式給湯装置。
11. 浴槽から循環する浴水と、前記貯湯槽から循環する循環水との間で熱を交換する熱交換器を備え、
    前記浴水を前記熱交換器に循環させずに前記貯湯槽の上部から取り出した湯を前記熱交換器を経由させ、かつ、前記貯湯槽の中間部から取り出した湯を合流させて前記貯湯槽の前記上部よりも低位の中間部に戻すエア抜き運転の実行中には、前記制御手段は、前記中温取出切替弁を前記低温位置とし、前記中温位置への切り替えを禁止する請求項１から請求項１０のいずれか一項に記載の貯湯式給湯装置。
12. 前記エア抜き運転が開始される場合に、前記中温取出切替弁が前記中温位置にあるときには、前記制御手段は、前記中温取出切替弁を前記低温位置に切り替える請求項１１に記載の貯湯式給湯装置。
13. 前記制御手段は、第一制御モードと、前記第一制御モードよりも省エネルギーを優先する第二制御モードとを有し、
    前記第二制御モードが選択されている場合において、前記貯湯槽から前記中温配管へ供給される中温水を利用した給湯の実行中に、前記エア抜き運転を開始する要求が発生した場合には、前記制御手段は、当該給湯が終了するまで、前記エア抜き運転の開始を延期する請求項１１または請求項１２に記載の貯湯式給湯装置。
14. 前記混合弁の前記湯出口から出た湯の温度を検出する第一温度センサと、
    前記貯湯槽から前記中温配管へ供給される中温水の温度を検出する第二温度センサと、
    を備え、
    前記混合弁、前記中温取出切替弁、前記第一温度センサ、及び前記第二温度センサのうちの少なくとも一つに異常があるときには、前記制御手段は、前記中温取出切替弁を前記低温位置とし、前記中温位置への切り替えを禁止する請求項１から請求項１３のいずれか一項に記載の貯湯式給湯装置。
15. 前記混合弁の前記湯出口から流出する湯の温度である給湯温度を検出する温度センサを備え、
    前記給湯温度が基準よりも高いときには、前記制御手段は、前記中温取出切替弁を前記低温位置とし、前記中温位置への切り替えを禁止する請求項１から請求項１４のいずれか一項に記載の貯湯式給湯装置。

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