JP2021025678A - 貯湯式給湯装置 - Google Patents

Abstract

【課題】貯湯タンク内の中温水を給湯に利用する機会を増やすことと、給湯温度の変動を抑制することとを両立する上で有利になる貯湯式給湯装置を提供する。【解決手段】貯湯式給湯装置の制御部２４は、浴槽給湯混合弁１１に対する給湯設定温度である湯はり設定温度と、一般給湯混合弁７に対する給湯設定温度である一般給湯設定温度との双方の温度よりも低い値となる中温取出許可温度を設定する。制御部２４は、中温水経路３０の中温水の温度が中温取出許可温度に比べて低い場合には中温取出切替弁２８を中温位置とし、そうでない場合には中温取出切替弁２８を低温位置とする。制御部２４は、浴槽湯はり動作が発生するかどうかを予想し、浴槽湯はり動作が発生しないと予想されるときの中温取出許可温度が、浴槽湯はり動作が発生すると予想されるときの中温取出許可温度よりも高い温度になるように、中温取出許可温度を設定する。【選択図】図１

Description

本発明は、貯湯式給湯装置に関する。

貯湯タンクに貯えた湯を、蛇口、シャワー、浴槽などの給湯先へ供給する貯湯式給湯装置が広く用いられている。貯湯タンクの中間部に溜まる中温水は、沸き上げ効率を低下させる要因になる。沸き上げ効率の低下を抑制するために、貯湯タンクの中間部から中温水を取り出して給湯に利用可能とする中温取出切替弁を備えた貯湯式給湯装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。

特開２００７−０４６８７９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。このため、中温水を利用した給湯中には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、貯湯タンク内の中温水を給湯に利用する機会を増やすことと、給湯温度の変動を抑制することとを両立する上で有利にな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、貯湯タンクと、貯湯タンクの上部から取り出される湯である高温湯が通る高温湯経路と、貯湯タンクの上部と下部との間の中間部から取り出される中温水が通る中温水経路と、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、高温湯経路から供給される高温湯と、中温取出切替弁の水出口から供給される水とを混合することにより、給湯先へ供給される湯の温度を調整する混合弁と、混合弁及び中温取出切替弁を制御する制御部と、中温水の温度である中温水温度を検出する中温水温度検出手段と、を備える貯湯式給湯装置において、混合弁は、浴槽へ給湯する浴槽給湯混合弁と、浴槽以外の一般給湯先へ給湯する一般給湯混合弁とを含み、制御部は、浴槽給湯混合弁に対する給湯設定温度である湯はり設定温度と、一般給湯混合弁に対する給湯設定温度である一般給湯設定温度との双方の温度よりも低い値となる中温取出許可温度を設定し、制御部は、中温水温度が中温取出許可温度に比べて低い場合には中温取出切替弁を中温位置とし、そうでない場合には中温取出切替弁を低温位置とし、制御部は、浴槽給湯混合弁を用いて浴槽へ湯を供給する動作である浴槽湯はり動作が発生するかどうかを予想し、浴槽湯はり動作が発生しないと予想されるときの中温取出許可温度が、浴槽湯はり動作が発生すると予想されるときの中温取出許可温度よりも高い温度になるように、中温取出許可温度を設定するものである。

本発明によれば、貯湯タンク内の中温水を給湯に利用する機会を増やすことと、給湯温度の変動を抑制することとを両立する上で有利になる貯湯式給湯装置を提供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。

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、共通する説明を簡略化または省略する。

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、貯湯タンク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。

本実施の形態の貯湯式給湯装置は、制御部２４を備えている。制御部２４は、少なくとも一つのメモリと少なくとも一つのプロセッサとを有している。制御部２４は、後述する各種アクチュエータ及び各種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動作は、制御部２４により制御される。制御部２４は、日時を管理するカレンダー機能を有している。制御部２４は、運転動作の履歴を日時とともにメモリに記憶できる。制御部２４は、単一の制御装置により構成されるものに限らず、複数の制御装置が連携して制御する構成にしてもよい。

貯湯タンク１は、湯水を貯留する。貯湯タンク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タンク１は、タンクを一つのみ備える。変形例として、貯湯タンク１は、直列に接続された複数のタンクを備えたものでもよい。直列に接続された複数のタンクでは、上位側のタンクの下部と、当該タンクに対して下位側となる次の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、貯湯タンク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タンクを貯湯タンク１が備える場合には、それらの複数のタンクを含む貯湯タンク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。

貯湯タンク１の外面には、貯湯タンク１の最上部からの容積が例えば０Ｌ、５０Ｌ、１００Ｌ、１５０Ｌ、１７０Ｌ、２２０Ｌとなる高さの位置に、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、及び第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。これらの貯湯温度センサによって鉛直方向の水温の分布を検出することにより、貯湯タンク１内の残湯量及び蓄熱量を検出することができる。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、一般給湯混合弁７、高温湯経路８、給水管９、浴槽給湯混合弁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、中温水経路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、貯湯タンク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から貯湯タンク１の下部に流入することで、貯湯タンク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に中温水経路３０の一端が接続されている。高温湯経路８の上流部は、貯湯タンク１の上部にある上部口１ａにて貯湯タンク１内に連通する。中温水経路３０の他端は、中温水口１ｂにて貯湯タンク１内に連通する。中温水口１ｂは、貯湯タンク１の上部と下部との間の高さとなる中間部に設けられている。

貯湯タンク１から中温水経路３０を通って供給される中温水が中温入口２８ａに流入可能である。当該中温水よりも温度の低い低温水が低温入口２８ｂに流入可能である。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、中温水経路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。

本実施の形態の貯湯式給湯装置は、給湯先へ供給される湯の温度を調整する混合弁を有している。この混合弁は、貯湯タンク１から高温湯経路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から供給される水とを混合する。本実施の形態では、混合弁として、一般給湯混合弁７及び浴槽給湯混合弁１１が設けられている。浴槽給湯混合弁１１は、浴室の浴槽（図示省略）へ給湯する。浴槽以外の給湯先を以下「一般給湯先」と称する。一般給湯先は、例えば蛇口、シャワーなどである。一般給湯混合弁７は、一般給湯先へ給湯する。

一般給湯混合弁７は、湯側入口７ａ、水側入口７ｂ、及び湯出口７ｃを備える。浴槽給湯混合弁１１は、湯側入口１１ａ、水側入口１１ｂ、及び湯出口１１ｃを備える。高温湯経路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。一般給湯混合弁７は、高温湯経路８からの高温湯と、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、一般給湯先に供給される。

第二給湯管１８の一端は、湯出口１１ｃに接続されている。浴槽給湯混合弁１１は、高温湯経路８からの高温湯と、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を流れる湯の流量を検出する。以下の説明では、第一給湯管１０を流れる湯の温度、すなわち一般給湯混合弁７から流出する湯の温度を「一般給湯温度」と称する。給湯用温度センサ２０は、一般給湯温度を検出する一般給湯温度検出手段に相当する。

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を流れる湯の流量を検出する。以下の説明では、第二給湯管１８を流れる湯の温度、すなわち浴槽給湯混合弁１１から流出する湯の温度を「浴槽給湯温度」と称する。風呂用温度センサ２２は、浴槽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、浴槽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。

熱交換器１５は、風呂側循環回路１２により循環する浴水と、熱媒体との間で熱を交換する。当該熱媒体は、貯湯タンク１またはヒートポンプユニット２から循環する湯水である。

以下の説明では、浴槽給湯混合弁１１を用いて浴槽へ湯を供給する動作を「浴槽湯はり動作」と称する。制御部２４は、浴槽に湯を溜めるときに浴槽湯はり動作を実行する。制御部２４が風呂用電磁弁１３を開くと、浴槽給湯混合弁１１で温度調節された湯が、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。制御部２４は、浴槽湯はり動作を終了するときには風呂用電磁弁１３を閉じる。

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、貯湯タンク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、貯湯タンク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、高温湯経路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、貯湯タンク１の中間部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タンク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の熱媒体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の熱媒体の出口と、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、中温水経路３０の途中の位置に接続されている。

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。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。リモコン２５に代えて、またはリモコン２５に加えて、例えばスマートフォンのような携帯端末をユーザーインターフェースとして使用できるように構成してもよい。

以下の説明では、一般給湯混合弁７に対する給湯設定温度を「一般給湯設定温度」と称し、浴槽給湯混合弁１１に対する給湯設定温度を「湯はり設定温度」と称する。一般給湯設定温度と湯はり設定温度とは、別々の値に設定することが可能である。ユーザーは、リモコン２５を操作することで、一般給湯設定温度及び湯はり設定温度のそれぞれの値を変更することができる。

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タンク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。貯湯タンク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から貯湯タンク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タンク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で検出される一般給湯温度が一般給湯設定温度に等しくなるように、一般給湯混合弁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で検出される浴槽給湯温度が湯はり設定温度に等しくなるように、浴槽給湯混合弁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、貯湯タンク１の上部からの高温湯とが、一般給湯混合弁７及び浴槽給湯混合弁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、貯湯タンク１から中温水経路３０へ流出した中温水と、貯湯タンク１の上部からの高温湯とが、一般給湯混合弁７及び浴槽給湯混合弁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、貯湯タンク１から中温水経路３０へ流出する中温水を給湯に利用可能であるので、貯湯タンク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。

制御部２４は、中温水利用が可能かどうかを判断し、中温取出切替弁２８に対して動作指示を送る。以下の説明では、貯湯タンク１から中温水経路３０へ供給される中温水の温度を「中温水温度」と称する。制御部２４は、中温水温度に基づいて、中温水利用が可能かどうかを判断する。

第４の温度センサ５ｄは、中温水口１ｂと同じ高さの位置にある。よって、第４の温度センサ５ｄで検出される温度は、貯湯タンク１から中温水経路３０へ供給される中温水の温度に等しいと考えられる。すなわち、第４の温度センサ５ｄは、中温水温度を検出する中温水温度検出手段に相当する。

制御部２４は、中温取出許可温度を設定する。中温取出許可温度は、湯はり設定温度よりも低く、かつ一般給湯設定温度よりも低い値である。そして、制御部２４は、第４の温度センサ５ｄにより検出される中温水温度が中温取出許可温度に比べて低い場合には中温取出切替弁２８を中温位置とし、中温水利用を許可する。これに対し、中温水温度が中温取出許可温度に比べて低くない場合には、制御部２４は、中温取出切替弁２８を低温位置とし、中温水利用を禁止する。

以下の説明では、第一給湯管１０あるいは第二給湯管１８を流れる湯の温度が時間的に変動することを「給湯温度変動」と称する。給湯温度変動が発生すると、ユーザーの快適性が低下する可能性がある。特に、第一給湯管１０から供給される湯は、人体に触れている可能性があるため、給湯温度変動を十分に抑制することが望ましい。

中温水利用のときに貯湯タンク１の中間部から中温水経路３０へ中温水が流出すると、貯湯タンク１の中間部の水温が変化する可能性がある。このため、中温水経路３０を流れる中温水の温度は、時間的に変動する可能性がある。中温取出許可温度の値が一般給湯設定温度あるいは湯はり設定温度に近すぎると、一般給湯設定温度あるいは湯はり設定温度に近い温度の中温水が中温水経路３０を流れる。このため、中温水経路３０を流れる中温水の温度が時間的に変動したときに給湯温度変動が発生しやすい。したがって、給湯温度変動を確実に予防する観点からは、中温取出許可温度を、一般給湯設定温度と湯はり設定温度とのうちの低い方の温度よりも十分に低い値に設定することが望ましい。しかしながら、中温取出許可温度が低いほど、中温水利用が可能となる機会が減るため、貯湯タンク１内の中温水が消費されにくくなる結果、中温水利用による効率向上効果が低下する。

制御部２４は、湯はり設定温度と一般給湯設定温度とのうちの低い方の温度から安全マージン温度を差し引いた値を中温取出許可温度として設定する。この安全マージン温度は、上述した給湯温度変動を抑制することと、中温水利用の機会がなるべく多くなることとをバランスできるような値として、予め決められている。

以下の説明では、中温水利用の状態で浴槽給湯混合弁１１及び一般給湯混合弁７の双方から同時に給湯していることを「同時給湯」と称する。また、中温水利用の状態で浴槽給湯混合弁１１から給湯せずに一般給湯混合弁７から給湯していることを「単独給湯」と称する。中温取出許可温度が同じである場合、同時給湯のときの方が単独給湯のときよりも給湯温度変動が発生しやすいという傾向がある。

本実施の形態において、制御部２４は、今後の時間帯に浴槽湯はり動作が発生するかどうかを予想し、浴槽湯はり動作が発生しないと予想されるときの中温取出許可温度が、浴槽湯はり動作が発生すると予想されるときの中温取出許可温度よりも高い温度になるように、中温取出許可温度を設定する。これにより、以下の効果が得られる。

浴槽湯はり動作が発生しないと予想される場合には、同時給湯も発生しないと予想できる。この場合には、単独給湯だけに対処すればよいので、制御部２４は、中温取出許可温度を比較的高い値に設定する。単独給湯は同時給湯よりも給湯温度変動が発生しにくいので、中温取出許可温度を比較的高い値にしても、給湯温度変動を十分に抑制できる。

これに対し、浴槽湯はり動作が発生すると予想される場合には、同時給湯が発生する可能性があると予想できる。この場合には、同時給湯に対処する必要があるので、制御部２４は、中温取出許可温度を比較的低い値に設定する。これにより、同時給湯のときでも給湯温度変動を十分に抑制できる。

本実施の形態であれば、浴槽湯はり動作が発生しないと予想される場合には、中温取出許可温度が比較的高い値に設定されるので、中温水利用の機会を増やすことができる。その結果、貯湯タンク１内の中温水の消費を促進することができ、中温水利用による効率向上効果を向上できる。

制御部２４は、当日を含む過去所定期間（例えば、過去２週間）の間に浴槽湯はり動作を実行したかどうかの情報を記憶できる。制御部２４は、その情報に基づいて、今後の時間帯に浴槽湯はり動作が発生するかどうかを予想してもよい。例えば、以下の例のようにしてもよい。

（例１）制御部２４は、当日の浴槽湯はり動作がまだ実行されていない場合には浴槽湯はり動作が発生すると予想し、当日の浴槽湯はり動作がすでに終了しているときには浴槽湯はり動作が発生しないと予想してもよい。多くの家庭では、浴槽に湯を溜めるのは１日に１回だけであるので、浴槽湯はり動作は１日に１回だけ実行される。したがって、当日の浴槽湯はり動作がすでに終了しているときには、その後の時間帯には浴槽湯はり動作が発生しないと予想できる。これに対し、当日の浴槽湯はり動作がまだ実行されていない場合には、その後の時間帯に浴槽湯はり動作が発生すると予想できる。

（例２）制御部２４は、前日までの過去所定期間に浴槽湯はり動作を実行したかどうかによって浴槽湯はり動作が発生するかどうかを予想してもよい。例えば、浴槽に湯を溜めることをせず、毎日シャワーだけで済ませる家庭もあると考えられる。そこで、制御部２４は、前日までの過去所定期間に浴槽湯はり動作が１回も実行されていない場合には、当日の浴槽湯はり動作が発生しないと予想してもよい。

（例３）制御部２４は、前日までの過去所定期間のうちで浴槽湯はり動作が実行された日数が閾値以上である場合には当日の浴槽湯はり動作が発生すると予想し、そうでない場合には当日の浴槽湯はり動作が発生しないと予想してもよい。

（例４）例えば一日おきに浴槽に湯を溜めるような家庭もあると考えられる。そのようなパターンが前日までの過去所定期間の情報から検出された場合において、制御部２４は、当日が浴槽に湯を溜めるパターンの日に該当する場合には浴槽湯はり動作が発生すると予想し、当日が浴槽に湯を溜めないパターンの日に該当する場合には浴槽湯はり動作が発生しないと予想してもよい。

制御部２４は、上述した例のうちの２以上を組み合わせて、浴槽湯はり動作が発生するかどうか予想してもよい。例えば、前日までの過去所定期間の情報から当日の浴槽湯はり動作が発生すると制御部２４が予想した日において、実際に浴槽湯はり動作が終了した場合には、制御部２４はその後の時間帯には浴槽湯はり動作が発生しないと予想してもよい。

また、制御部２４は、過去所定期間に浴槽湯はり動作を実行したかどうかの情報以外の情報に基づいて、予想を行ってもよい。例えば、ユーザーがリモコン２５を操作することで、指定の時刻に浴槽に湯を溜めることを予約できるように構成された貯湯式給湯装置において、その予約が設定されている場合には、制御部２４は、浴槽湯はり動作が発生すると予想してもよい。

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。制御部２４は、図２のフローチャートの処理を周期的に実行する。以下、図２に基づいて、本実施の形態についてさらに説明する。

図２のステップＳ１として、制御部２４は、当日中の今後の時間帯に浴槽湯はり動作が発生するかどうかを前述したようにして予想する。浴槽湯はり動作が発生すると予想された場合には、ステップＳ１からステップＳ２へ進む。ステップＳ２で、制御部２４は、湯はり設定温度と一般給湯設定温度とのうちの低い方の温度から第一の安全マージン温度Ａを差し引いた値を第一の中温取出許可温度として算出し、この第一の中温取出許可温度を中温取出許可温度として設定する。第一の安全マージン温度Ａは、同時給湯のときでも給湯温度変動を抑制できる程度に大きい値となるように、予め定められている。

ステップＳ２からステップＳ３へ進み、制御部２４は、中温水利用の同時給湯が実行中であるかどうかを判断する。中温水利用の同時給湯が実行中でない場合には今回の処理を終了する。中温水利用の同時給湯が実行中である場合には、ステップＳ３からステップＳ４へ進み、制御部２４は、給湯用温度センサ２０により検出された一般給湯温度が、一般給湯設定温度に所定温度αを加算した温度以下であるかどうかを判断する。一般給湯温度が、一般給湯設定温度に所定温度αを加算した温度以下のときには、ステップＳ４からステップＳ５へ進み、制御部２４は、第一の中温取出許可温度の値が上昇するように補正する補正処理を行う。このステップＳ５の補正処理では、例えば、第一の中温取出許可温度の値が１℃上昇するように補正される。

これに対し、ステップＳ４で、給湯用温度センサ２０により検出された一般給湯温度が、一般給湯設定温度に所定温度αを加算した温度よりも高いときには、制御部２４は、ステップＳ６へ進み、第一の中温取出許可温度の値が低下するように補正する補正処理を行う。このステップＳ６の補正処理では、例えば、第一の中温取出許可温度の値が１℃低下するように補正される。

同時給湯の最中には貯湯タンク１の中間部の水温が変化する可能性があるので、第一の中温取出許可温度の適正値が変化する可能性がある。本実施の形態であれば、同時給湯の最中に検出された一般給湯温度が、一般給湯設定温度に所定温度αを加算した温度よりも高いときには、ステップＳ６の補正処理により、第一の中温取出許可温度の値が低下するように補正される。このため、同時給湯の最中に一般給湯温度が一般給湯設定温度を大きく超えてしまうことをより確実に防止できる。また、同時給湯の最中に検出された一般給湯温度が、一般給湯設定温度に所定温度αを加算した温度以下のときには、ステップＳ５の補正処理により、第一の中温取出許可温度の値が上昇するように補正される。このため、第一の中温取出許可温度の値が低くなりすぎることをより確実に防止できる。その結果、中温水利用の機会が減少することをより確実に抑制できる。

一方、ステップＳ１で浴槽湯はり動作が発生しないと予想された場合には、ステップＳ７へ進む。ステップＳ７で、制御部２４は、湯はり設定温度と一般給湯設定温度とのうちの低い方の温度から第二の安全マージン温度Ｂを差し引いた値を第二の中温取出許可温度として算出し、この第二の中温取出許可温度を中温取出許可温度として設定する。第二の安全マージン温度Ｂは、第一の安全マージン温度Ａよりも小さい値である。したがって、第二の中温取出許可温度は、第一の中温取出許可温度よりも高い温度になる。その結果、中温水利用の機会を増やすことができる。

ステップＳ７からステップＳ８へ進み、制御部２４は、中温水利用の単独給湯が実行中であるかどうかを判断する。中温水利用の単独給湯が実行中でない場合には今回の処理を終了する。中温水利用の単独給湯が実行中である場合には、ステップＳ８からステップＳ９へ進み、制御部２４は、給湯用温度センサ２０により検出された一般給湯温度が、一般給湯設定温度に所定温度βを加算した温度以下であるかどうかを判断する。一般給湯温度が、一般給湯設定温度に所定温度βを加算した温度以下のときには、ステップＳ９からステップＳ１０へ進み、制御部２４は、第二の中温取出許可温度の値が上昇するように補正する補正処理を行う。このステップＳ１０の補正処理では、例えば、第二の中温取出許可温度の値が１℃上昇するように補正される。

これに対し、ステップＳ９で、給湯用温度センサ２０により検出された一般給湯温度が、一般給湯設定温度に所定温度βを加算した温度よりも高いときには、制御部２４は、ステップＳ１１へ進み、第二の中温取出許可温度の値が低下するように補正する補正処理を行う。このステップＳ１１の補正処理では、例えば、第二の中温取出許可温度の値が１℃低下するように補正される。

単独給湯の最中にも貯湯タンク１の中間部の水温が変化する可能性がある。例えば、追い焚き運転の熱媒体として熱交換器１５に供給された温水が第五温水配管４７を通って温水導入口１ｄから貯湯タンク１に流入すると、貯湯タンク１の中間部の水温が変化する。このため、単独給湯の最中に第二の中温取出許可温度の適正値が変化する可能性がある。本実施の形態であれば、単独給湯の最中に検出された一般給湯温度が、一般給湯設定温度に所定温度βを加算した温度よりも高いときには、ステップＳ１１の補正処理により、第二の中温取出許可温度の値が低下するように補正される。このため、単独給湯の最中に一般給湯温度が一般給湯設定温度を大きく超えてしまうことをより確実に防止できる。また、単独給湯の最中に検出された一般給湯温度が、一般給湯設定温度に所定温度βを加算した温度以下のときには、ステップＳ１０の補正処理により、第二の中温取出許可温度の値が上昇するように補正される。このため、第二の中温取出許可温度の値が低くなりすぎることをより確実に防止できる。その結果、中温水利用の機会が減少することをより確実に抑制できる。

上述した所定温度α及び所定温度βのそれぞれの値は、配管放熱による誤判定を防止するため、配管放熱により生じる温度変化よりも高い温度となるように設定される。所定温度α及び所定温度βのそれぞれの値は、例えば３℃でもよい。所定温度α及び所定温度βの値は、互いに等しくてもよいし異なっていてもよい。

制御部２４は、一般給湯混合弁７及び浴槽給湯混合弁１１の少なくとも一方から給湯する動作の実行中においても第一の中温取出許可温度と第二の中温取出許可温度との間の切り替えを許可することが好ましい。これにより、ユーザーの給湯使用状況の変化に応じて、より適切な中温取出許可温度を即時に設定できる。例えば、制御部２４は、浴槽湯はり動作が発生しないとの予想の下で第二の中温取出許可温度を設定しているときに、予想に反して浴槽湯はり動作が発生した場合には、給湯動作の実行中においても第二の中温取出許可温度から第一の中温取出許可温度への切り替えを実行してもよい。

図２のフローチャートの処理が繰り返し実行されると、ステップＳ５またはステップＳ６の補正処理が繰り返されることで、第一の中温取出許可温度の値が上昇または低下していく場合がある。そのような場合において、現在の第一の中温取出許可温度の値から、第一の中温取出許可温度の初期値を差し引いた値を以下「補正量」と称する。制御部２４は、この補正量が閾値を超えないように制限することが望ましい。これにより、第一の中温取出許可温度が不適切な値になることをより確実に防止できる。

例えば、制御部２４は、上記閾値として、上限値を補正量に対して設定し、補正量が上限値を超える場合には、上限値に等しい値を補正量として第一の中温取出許可温度の値を決定する。これにより、一般給湯温度が高温となることを確実に防止できる。この上限値は、第１の温度センサ５ａにより検出される貯湯タンク１の上部からの高温湯の温度から、第一の中温取出許可温度の初期値を差し引いた値としてもよい。

また、制御部２４は、上記閾値として、負の値である下限値を補正量に対して設定し、補正量が下限値を下回る場合には、下限値に等しい値を補正量として第一の中温取出許可温度の値を決定する。この下限値は、給水温度センサ２３により検出される給水温度から第一の中温取出許可温度の初期値を差し引いた値としてもよい。

制御部２４は、上記と同様にして、第二の中温取出許可温度についても、その補正量が閾値を超えないように制限することが望ましい。

湯はり設定温度と一般給湯設定温度との少なくとも一方の値が変更された場合には、制御部２４は、上述した補正量を初期化し、補正量をゼロに戻す。これにより、湯はり設定温度または一般給湯設定温度が変更された後に、第一の中温取出許可温度あるいは第二の中温取出許可温度が不適切な値に設定されることをより確実に防止できる。

一般給湯設定温度が、その設定可能範囲のうちの最高設定温度に等しい場合には、制御部２４は、図２のステップＳ５、ステップＳ６、ステップＳ１０及びステップＳ１１の補正処理の実施を禁止し、それらの補正処理を行わないようにすることが望ましい。そのようにすることで、一般給湯温度の変動をより確実に予防でき、一般給湯温度が最高設定温度よりも高くなることをより確実に回避できる。

中温取出許可温度を、浴槽湯はり動作が発生すると予想されるときの値に一律に固定することをユーザーが設定可能とする設定手段を貯湯式給湯装置が備えるように構成してもよい。例えばリモコン２５が上記設定手段に相当してもよい。ユーザーは、給湯温度変動の発生をより確実に防止することを望む場合には、上記設定手段により、中温取出許可温度を、浴槽湯はり動作が発生すると予想されるときの値である第一の中温取出許可温度に一律に固定することができる。これにより、第二の中温取出許可温度が設定されなくなり、安全マージンの大きい第一の中温取出許可温度が常に設定されるので、給湯温度変動の発生をより確実に防止できる。

制御部２４は、浴槽湯はり動作と、一般給湯動作との少なくとも一方に影響する異常が検出された場合には、上述した補正量を初期化し、補正量をゼロに戻す。例えば、制御部２４は、一般給湯混合弁７、浴槽給湯混合弁１１、及び中温取出切替弁２８のいずれかに部品故障エラーが発生した場合には、上述した補正量を初期化し、補正量をゼロに戻す。これにより、故障した部品が修理により交換された後の使用時に、中温取出許可温度が不適切な値に設定されることをより確実に防止できる。

１ 貯湯タンク、 １ａ 上部口、 １ｂ 中温水口、 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 一般給湯混合弁、 ７ａ 湯側入口、 ７ｂ 水側入口、 ７ｃ 湯出口、 ８ 高温湯経路、 ９，９ａ，９ｂ 給水管、 １０ 第一給湯管、 １１ 浴槽給湯混合弁、 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、 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 中温水経路、 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 (14)

1. 貯湯タンクと、
   前記貯湯タンクの上部から取り出される湯である高温湯が通る高温湯経路と、
   前記貯湯タンクの上部と下部との間の中間部から取り出される中温水が通る中温水経路と、
   前記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、
   前記高温湯経路から供給される前記高温湯と、前記中温取出切替弁の前記水出口から供給される水とを混合することにより、給湯先へ供給される湯の温度を調整する混合弁と、
   前記混合弁及び前記中温取出切替弁を制御する制御部と、
   前記中温水の温度である中温水温度を検出する中温水温度検出手段と、
   を備える貯湯式給湯装置において、
   前記混合弁は、浴槽へ給湯する浴槽給湯混合弁と、前記浴槽以外の一般給湯先へ給湯する一般給湯混合弁とを含み、
   前記制御部は、前記浴槽給湯混合弁に対する給湯設定温度である湯はり設定温度と、前記一般給湯混合弁に対する給湯設定温度である一般給湯設定温度との双方の温度よりも低い値となる中温取出許可温度を設定し、
   前記制御部は、前記中温水温度が前記中温取出許可温度に比べて低い場合には前記中温取出切替弁を前記中温位置とし、そうでない場合には前記中温取出切替弁を前記低温位置とし、
   前記制御部は、前記浴槽給湯混合弁を用いて前記浴槽へ湯を供給する動作である浴槽湯はり動作が発生するかどうかを予想し、前記浴槽湯はり動作が発生しないと予想されるときの前記中温取出許可温度が、前記浴槽湯はり動作が発生すると予想されるときの前記中温取出許可温度よりも高い温度になるように、前記中温取出許可温度を設定する貯湯式給湯装置。
2. 前記制御部は、過去所定期間において前記浴槽湯はり動作を実行したかどうかを記憶した情報に基づいて、前記浴槽湯はり動作が発生するかどうかを予想可能である請求項１に記載の貯湯式給湯装置。
3. 前記制御部は、前記湯はり設定温度と前記一般給湯設定温度とのうちの低い方の温度から所定の安全マージン温度を差し引いた値を第一の中温取出許可温度として算出可能であり、
   前記制御部は、前記浴槽湯はり動作が発生すると予想されるときには、前記第一の中温取出許可温度を前記中温取出許可温度として設定する請求項１または請求項２に記載の貯湯式給湯装置。
4. 前記一般給湯混合弁から流出する湯の温度である一般給湯温度を検出する一般給湯温度検出手段を備え、
   前記中温水を用いて前記浴槽給湯混合弁及び前記一般給湯混合弁の双方から同時に給湯している最中に検出された前記一般給湯温度が、前記一般給湯設定温度に所定温度を加算した温度よりも高いときには、前記制御部は、前記第一の中温取出許可温度の値が低下するように補正する補正処理を行う請求項３に記載の貯湯式給湯装置。
5. 前記一般給湯混合弁から流出する湯の温度である一般給湯温度を検出する一般給湯温度検出手段を備え、
   前記中温水を用いて前記浴槽給湯混合弁及び前記一般給湯混合弁の双方から同時に給湯している最中に検出された前記一般給湯温度が、前記一般給湯設定温度に所定温度を加算した温度以下のときには、前記制御部は、前記第一の中温取出許可温度の値が上昇するように補正する補正処理を行う請求項３または請求項４に記載の貯湯式給湯装置。
6. 前記制御部は、前記湯はり設定温度と前記一般給湯設定温度とのうちの低い方の温度から、前記安全マージン温度よりも小さい第二の安全マージン温度を差し引いた値を第二の中温取出許可温度として算出可能であり、
   前記制御部は、前記浴槽湯はり動作が発生しないと予想されるときには、前記第二の中温取出許可温度を前記中温取出許可温度として設定する請求項３から請求項５のいずれか一項に記載の貯湯式給湯装置。
7. 前記一般給湯混合弁から流出する湯の温度である一般給湯温度を検出する一般給湯温度検出手段を備え、
   前記浴槽給湯混合弁から給湯せずに前記中温水を用いて前記一般給湯混合弁から給湯している最中に検出された前記一般給湯温度が、前記一般給湯設定温度に所定温度を加算した温度よりも高いときには、前記制御部は、前記第二の中温取出許可温度の値が低下するように補正する補正処理を行う請求項６に記載の貯湯式給湯装置。
8. 前記一般給湯混合弁から流出する湯の温度である一般給湯温度を検出する一般給湯温度検出手段を備え、
   前記浴槽給湯混合弁から給湯せずに前記中温水を用いて前記一般給湯混合弁から給湯している最中に検出された前記一般給湯温度が、前記一般給湯設定温度に所定温度を加算した温度以下のときには、前記制御部は、前記第二の中温取出許可温度の値が上昇するように補正する補正処理を行う請求項６または請求項７に記載の貯湯式給湯装置。
9. 前記制御部は、前記混合弁から給湯する動作の実行中においても前記第一の中温取出許可温度と前記第二の中温取出許可温度との間の切り替えを許可する請求項６から請求項８のいずれか一項に記載の貯湯式給湯装置。
10. 前記湯はり設定温度と前記一般給湯設定温度との少なくとも一方の値が変更された場合には、前記制御部は、前記補正処理による補正量を初期化する請求項４、請求項５、請求項７、及び請求項８のいずれか一項に記載の貯湯式給湯装置。
11. 前記制御部は、前記補正処理による補正量が閾値を超えないように制限する請求項４、請求項５、請求項７、及び請求項８のいずれか一項に記載の貯湯式給湯装置。
12. 前記一般給湯設定温度が、設定可能範囲のうちの最高設定温度に等しい場合には、前記制御部は、前記補正処理を実施しない請求項４、請求項５、請求項７、及び請求項８のいずれか一項に記載の貯湯式給湯装置。
13. 前記中温取出許可温度を、前記浴槽湯はり動作が発生すると予想されるときの値に一律に固定することをユーザーが設定可能とする設定手段を備える請求項１から請求項１２のいずれか一項に記載の貯湯式給湯装置。
14. 前記制御部は、前記浴槽湯はり動作と、前記一般給湯混合弁から給湯する一般給湯動作との少なくとも一方に影響する異常が検出された場合には、前記補正処理による補正量を初期化する請求項４、請求項５、請求項７、及び請求項８のいずれか一項に記載の貯湯式給湯装置。

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