JP2023093159A - 貯湯給湯装置 - Google Patents

Abstract

【課題】非常用電源から電力供給を受けて補助熱源機の燃焼運転によって給湯又は暖房を行う場合に燃焼運転の消費電力を低減する制御を行う貯湯給湯装置を提供すること。【解決手段】貯湯給湯装置(1)は、ヒートポンプ熱源機(2)と、このヒートポンプ熱源機(2)の貯湯運転によって加熱された湯水を貯湯する貯湯槽(3)と、この貯湯槽(3)に使用できる温度の湯水が無い場合に燃料ガスを燃焼させる燃焼運転によって湯水を加熱する補助熱源機(4)と、貯湯運転と燃焼運転を制御する制御手段(5)を有し、補助熱源機(4)は、燃焼量調整のために複数段数の燃焼段を有するバーナ(4c)を備え、制御手段(5)は、停電が発生して非常用電源から電力供給を受ける場合に、燃焼運転によって加熱した湯水を貯湯槽(3)に貯湯する応急モードに移行し、バーナ(4c)の燃焼段を最大段数にして且つ最小燃焼量で燃焼するように燃焼運転を制御する。【選択図】図４

Description

本発明は、ヒートポンプ熱源機と燃焼式の補助熱源機と貯湯槽を有する貯湯給湯装置に関し、特に停電時には非常用電源から電力供給を受けて給湯する貯湯給湯装置に関する。

従来から、再生可能エネルギー源として例えば太陽光を利用して発電する太陽光発電システムが、一般家庭において広く利用されている。発電した電力は家庭内で使用され、使用されなかった余剰電力は商用電源を介して売電される。また、余剰電力を蓄電装置に蓄電しておき、例えば太陽光による発電ができないとき又は商用電源の停電時に、蓄電装置から電力を供給する太陽光発電蓄電システムの利用も拡大している。

一方、エネルギー効率が高い電動のヒートポンプ熱源機によって加熱された高温の湯水を貯湯槽に貯湯し、この貯湯槽の高温の湯水を給湯に使用する貯湯給湯装置が広く利用されている。この貯湯給湯装置は、貯湯するときに無駄になる電力消費を抑制するために、学習記憶した給湯使用履歴に基づいて将来の給湯使用を予測し、予測給湯量を予測給湯使用時刻の前に貯湯する。このような貯湯給湯装置は、例えば予測給湯量を超える給湯使用によって貯湯槽の高温の湯水を使い果たして給湯不能となる事態を防ぐために、燃料ガスの燃焼熱を利用して湯水を加熱する燃焼式の補助熱源機を備えている。

また、補助熱源機で加熱した湯水を利用して暖房熱媒を加熱し、この暖房熱媒を暖房端末に供給して暖房する温水暖房機能を備えた貯湯給湯装置が知られている。例えば特許文献１には、補助熱源機の燃焼をオンオフ制御して暖房熱媒の加熱量を制御し、燃焼のオンオフが頻繁に繰り返される場合に貯湯槽に貯湯された湯水を利用して暖房する貯湯給湯装置が記載されている。

ところで、例えば災害発生に伴って商用電源が停電した場合には、電力供給が短期間で復旧しない虞がある。このような場合でも給湯することができるように、例えば特許文献２には蓄電装置のような非常用電源から電力供給を受けて、ヒートポンプ熱源機によって加熱した湯水を貯湯するように構成された貯湯給湯装置が記載されている。

特許第６３３１４６１号公報 特開２０２０－１７６８１１号公報

太陽光発電蓄電システムが装備されている家庭では、商用電源の停電時に特許文献２のように非常用電源として例えば蓄電装置から電力供給を受けて、ヒートポンプ熱源機の貯湯運転によって貯湯した湯水を給湯することが可能である。また、非常用電源として家庭用の発電機から電力供給を受けて貯湯し、給湯することもできる。しかし、家庭用の発電機や蓄電装置のような非常用電源から供給できる電力は、商用電源と比べて小さく、例えば冷蔵庫のような機器にも電力を供給する場合も多いので、貯湯給湯装置の消費電力を抑える必要がある。

そのため、非常用電源から電力供給を受けるように接続された貯湯給湯装置において、燃料ガスが供給されている場合には、特許文献２のようにヒートポンプ熱源機を用いて貯湯することは好ましくない。それ故、補助熱源機の燃焼運転で加熱した湯水を給湯に使用する。また、非常用電源から電力供給を受ける場合にも、特許文献１のように補助熱源機で燃焼運転を行う温水暖房機能を利用して暖房することが可能である。

しかし、燃焼運転における消費電力は、燃焼量に応じて変動するので、貯湯給湯装置と他の機器の合計の消費電力が非常用電源の電力供給能力を超えてしまう場合がある。また、例えば冷蔵庫のような機器を長時間作動させるために、非常用電源が電力供給を長時間維持できるように燃焼運転の消費電力を低減することが要求されている。

本発明の目的は、非常用電源から電力供給を受けて補助熱源機の燃焼運転によって給湯又は暖房を行う場合に、燃焼運転の消費電力を低減する制御を行う貯湯給湯装置を提供することである。

請求項１の貯湯給湯装置は、ヒートポンプ熱源機と、このヒートポンプ熱源機の貯湯運転によって加熱された湯水を貯湯する貯湯槽と、この貯湯槽に使用できる温度の湯水が無い場合に燃料ガスを燃焼させる燃焼運転によって湯水を加熱する補助熱源機と、前記貯湯運転と前記燃焼運転を制御する制御手段を有する貯湯給湯装置において、前記補助熱源機は、燃焼量調整のために複数段数の燃焼段を有するバーナを備え、前記制御手段は、停電が発生して非常用電源から電力供給を受ける場合に、前記燃焼運転によって加熱した湯水を前記貯湯槽に貯湯する応急モードに移行し、前記バーナの前記燃焼段を最大段数にして且つ最小燃焼量で燃焼するように前記燃焼運転を制御することを特徴としている。

上記構成によれば、貯湯給湯装置は、停電発生時に外部の非常用電源から電力供給を受けて、補助熱源機の燃焼運転によって加熱した湯水を貯湯槽に貯湯する応急モードに移行する。この応急モードでは、補助熱源機のバーナの燃焼段数を最大段数にし、その最大段数における最小燃焼量で燃焼運転を行う。最大段数なので湯水の加熱能力が大きくなり、その最小燃焼量なので燃焼用空気の流量が小さくなる。従って、燃焼用空気の供給のための電力が小さくなり、消費電力を低減した一定の燃焼量の燃焼運転を行うことができる。

請求項２の発明の貯湯給湯装置は、請求項１の発明において、加熱した暖房熱媒を外部の暖房端末との間で循環させて暖房する暖房機能を備え、前記応急モードでは、前記貯湯槽の湯水を給湯に使用する応急給湯モードと、前記貯湯槽の湯水を利用して前記暖房熱媒を加熱する応急暖房モードとを切り替え可能に構成されたことを特徴としている。
上記構成によれば、応急モードで燃焼運転によって貯湯槽に貯湯した湯水を、給湯に使用する場合と暖房に利用する場合とに切替えることができる。従って、消費電力を低減した燃焼運転で貯湯した湯水によって、給湯だけでなく暖房を行うことができる。

請求項３の発明の貯湯給湯装置は、請求項２の発明において、前記応急給湯モードでは、給湯使用中にも貯湯可能に構成されたことを特徴としている。
上記構成によれば、応急給湯モードでは、燃焼量が一定であるため加熱されて給湯に使用されない湯水が発生する場合に、この加熱された湯水を貯湯槽に貯湯することができる。従って、湯水の加熱量を調整するために燃焼のオンオフを切替える必要がないので、燃焼のオンオフ切替えに伴う消費電力の変動を少なくして、非常用電源の負荷を低減することができ、燃焼運転で加熱された湯水が無駄になることを防止することができる。

請求項４の発明の貯湯給湯装置は、請求項２の発明において、前記応急暖房モードに切り替えられた場合には、前記貯湯槽に予め設定された貯湯量が貯湯されてから前記暖房端末との間で暖房熱媒の循環を開始することを特徴としている。
上記構成によれば、応急暖房モードでは、暖房熱媒を加熱するための湯水が十分に貯湯された後で暖房熱媒を循環させ、加熱された暖房熱媒によって暖房する。従って、暖房開始後に十分な熱量を供給して暖房することができるので、速く部屋を暖めることができる。

本発明の貯湯給湯装置によれば、非常用電源から電力供給を受けて補助熱源機の燃焼運転によって給湯又は暖房を行う場合に、燃焼運転の消費電力を低減することができる。

本発明の実施例に係る貯湯給湯装置の電源との接続の説明図である。 本発明の実施例に係る貯湯給湯装置の説明図である。 実施例に係る燃料ガス供給遮断判定のフローチャートである。 燃焼運転によって貯湯する応急モードのフローチャートである。 燃焼運転によって貯湯するときの湯水の流動を示す図である。 燃焼運転によって貯湯した湯水を給湯に使用する応急給湯モードのフローチャートである。 貯湯した湯水を給湯に使用するときの湯水の流動を示す図である。 給湯使用中に燃焼運転によって貯湯するときの湯水の流動を示す図である。 燃焼運転によって加熱した湯水と貯湯された湯水を給湯に使用するときの湯水の流動を示す図である。 燃焼運転によって加熱した湯水のみ給湯に使用するときの湯水の流動を示す図である。 燃焼運転によって貯湯した湯水を暖房に利用する応急暖房モードのフローチャートである。 貯湯した湯水を暖房に利用するときの湯水の流動を示す図である。

以下、本発明を実施するための形態について実施例に基づいて説明する。

図１、図２に示すように、貯湯給湯装置１は、ヒートポンプ熱源機２と、不図示の断熱材で覆われた貯湯槽３を備えた貯湯給湯ユニット１０を有する。貯湯給湯ユニット１０は、電力切替ユニットＡを介して商用電源Ｂ及び例えば太陽光発電蓄電システムＣから電力供給を受けることができるように接続され、この貯湯給湯ユニット１０からヒートポンプ熱源機２に電力が供給される。電力切替ユニットＡは、商用電源Ｂに接続された一般的な分電盤の機能と、貯湯給湯装置１が受ける電力を商用電源Ｂの電力又は太陽光発電蓄電システムＣの電力に切り替える機能を有する。

太陽光発電蓄電システムＣは、太陽光を利用して発電する太陽電池パネルＤと、発電した電力を蓄電する蓄電装置Ｅと、発電した電力及び蓄電した電力を直流から交流に変換して電力切替ユニットＡに供給するパワーコンディショナＦを有する。太陽電池パネルＤで発電された電力は家庭内での使用が優先され、使用されない余剰電力が蓄電装置Ｅに蓄電される。蓄電装置Ｅに余剰電力を蓄電できない場合には、商用電源Ｂを介して余剰電力が売電される。蓄電装置Ｅは、商用電源Ｂの停電時に非常用電源として機能する。

貯湯給湯ユニット１０は、ガス燃焼式の補助熱源機４と、制御部５（制御手段）を有し、制御部５には、貯湯給湯装置１を操作するための操作リモコン６が接続されている。制御部５は、ヒートポンプ熱源機２によって貯湯槽３に湯水を貯湯する貯湯運転と、補助熱源機４の燃焼運転を制御する。貯湯槽３には、上下方向に形成される温度成層の湯温を検知する複数の貯湯温度センサ３ａ～３ｆが付設されている。

貯湯給湯装置１は、ふろ熱交換器７を有し、燃焼運転を行う補助熱源機４とふろ熱交換器７との間で湯水を加熱循環させて浴槽８の湯水を再加熱するふろ追焚き機能を備えている。また貯湯給湯装置１は、暖房熱交換器９を有し、燃焼運転を行う補助熱源機４と暖房熱交換器９との間で湯水を加熱循環させて図示外の暖房端末に供給する暖房熱媒（湯水）を加熱する温水暖房機能を備えている。

貯湯槽３の底部には、貯湯槽３に上水を供給するための給水通路１１が接続されている。給水通路１１は、貯湯槽３に供給される上水の温度（給水温度）を検知する給水温度センサ１１ａを有する。また、貯湯運転によって貯湯槽３の湯水をヒートポンプ熱源機２で加熱して貯湯槽３に貯湯するために、貯湯槽３の底部からヒートポンプ熱源機２に往き通路１２が接続され、ヒートポンプ熱源機２から貯湯槽３の上部に戻り通路１３が接続されている。往き通路１２は、貯湯運転時に駆動する貯湯ポンプ１４を有する。

貯湯槽３の湯水を出湯するために、貯湯槽３の頂部には貯湯槽出湯通路１５が接続され、この貯湯槽出湯通路１５が湯水を混合するための混合弁１６に接続されている。混合弁１６には、給水通路１１から分岐された給水バイパス通路１７と、混合弁１６で混合された湯水を例えばカラン１８に供給する給湯通路１９が接続されている。給湯通路１９は、給湯流量を検知する給湯流量センサ１９ａと、給湯流量を調整するための給湯流量調整弁１９ｂを有する。貯湯槽出湯通路１５は、混合弁１６に近い位置に、混合弁１６に供給される湯水の温度を検知する混合弁入口温度センサ１５ａを有する。

給湯流量調整弁１９ｂにおいて、浴槽８に湯水を供給するための注湯通路２１が給湯通路１９から分岐され、この注湯通路２１が浴槽８の湯水をふろ熱交換器７との間で循環させる追焚き通路２２に接続されている。注湯通路２１は、浴槽８に供給する湯水の流量を検知する注湯流量センサ２１ａと、注湯時に開く電磁弁として注湯弁２１ｂを有する。追焚き通路２２は、浴槽８の湯水をふろ熱交換器７との間で循環させるためのふろポンプ２２ａを有する。

補助熱源機４には、その出口と入口を接続する循環通路２４が接続されている。循環通路２４は、補助熱源機４に湯水を供給するための循環ポンプ２５を有し、ふろ熱交換器７と暖房熱交換器９が補助熱源機４で加熱された湯水との熱交換のために循環通路２４に並列に設けられている。ふろ熱交換器７、暖房熱交換器９への湯水の供給／停止を切替える電磁弁として、対応する熱交換器の出口側に追焚き弁７ａ、暖房弁９ａが装備されている。

循環通路２４の循環ポンプ２５と補助熱源機４の入口との間には、循環流量センサ２４ａが配設されている。循環ポンプ２５の上流側には流路を切替える三方弁２６が配設され、貯湯槽出湯通路１５から分岐された再加熱通路２７が三方弁２６を介して循環通路２４に接続されている。また、補助熱源機４で加熱された湯水を混合弁１６に供給するために、流量調整弁２８ａを備えた補助加熱出湯通路２８が、補助熱源機４の出口側で循環通路２４から分岐されて、再加熱通路２７の分岐部よりも下流側で貯湯槽出湯通路１５に接続されている。

補助熱源機４は、燃料ガス供給部４ａと、燃焼ファン４ｂと、燃焼ファン４ｂから供給される燃焼用の空気と燃料ガスとの混合気を燃焼させるバーナ４ｃと、熱交換部４ｄを有する。この補助熱源機４の燃焼運転によってバーナ４ｃで発生させた高温の燃焼ガスの顕熱及び潜熱を利用して、熱交換部４ｄを流動する湯水が加熱される。

バーナ４ｃは、燃焼量が異なる複数の燃焼管を備え、燃焼量調整のために燃焼させる燃焼管の組合わせが定められた複数段数の燃焼段を有する。例えば燃焼量が小、中、大となる第１、第２、第３燃焼管を有する場合に、第１燃焼管のみの第１燃焼段と、第１、第２燃焼管を組合わせた第２燃焼段と、第１、第３燃焼管を組合せた第３燃焼段と、全燃焼管を組合わせた第４燃焼段を有する。燃料ガス供給部４ａは、バーナ４ｃの複数の燃焼管に対応する複数のガス電磁弁４ｅと、バーナ４ｃに供給する燃料ガスの流量調整のためのガス流量調整弁４ｆを有する。尚、バーナ４ｃは、より多くの段数の燃焼段を備えていてもよい。

ふろ追焚き機能について説明する。
ふろ追焚きにおいて、制御部５は追焚き弁７ａを開放して循環ポンプ２５を駆動し、補助熱源機４で燃焼運転を行って、補助熱源機４とふろ熱交換器７の間で湯水を加熱循環させる。これと同時に、制御部５はふろポンプ２２ａを駆動して、追焚き通路２２に浴槽８の湯水を流通させ、燃焼運転で加熱された湯水と浴槽８の湯水をふろ熱交換器７で熱交換させて浴槽８の湯水を加熱し、浴槽８に戻す。

温水暖房機能について説明する。
温水暖房において、制御部５は暖房弁９ａを開放して循環ポンプ２５を駆動し、補助熱源機４で燃焼運転を行って、補助熱源機４と暖房熱交換器９の間で湯水を加熱循環させる。そして、制御部５は暖房ポンプ２９ａを駆動して、暖房熱交換器９と図示外の暖房端末（例えば浴室暖房装置、床暖房装置）とを接続する暖房通路２９に暖房熱媒を循環させ、燃焼運転で加熱された湯水と暖房熱媒を暖房熱交換器９で熱交換させて暖房熱媒を加熱する。循環する暖房熱媒が暖房端末で放熱することにより暖房し、温度が下がった暖房熱媒が暖房熱交換器９で再加熱される。

次に、貯湯運転について説明する。
貯湯給湯装置１は、商用電源Ｂから電力が供給され、燃料ガス管又はガスボンベから燃料ガスが供給されている通常時には、運転効率に優れたヒートポンプ熱源機２を最大限使用する通常モードに設定されている。この通常モードにおいて制御部５は、過去の給湯使用履歴に基づいて将来の給湯使用の予測を行い、ヒートポンプ熱源機２と貯湯ポンプ１４を駆動して、予測された給湯使用時刻の前に予測された給湯使用量を満たす熱量を貯湯する貯湯運転を行う。給湯使用履歴は、貯湯槽３に過不足なく貯湯できるように、給湯使用状況に応じて制御部５に学習記憶される。

次に、給湯について説明する。
貯湯槽３に貯湯された湯水は、混合弁１６で上水と混合されて、例えば予め操作リモコン６から設定された給湯設定温度に調温され、例えばカラン１８に供給される。予測よりも給湯使用の時刻が早い場合、又は給湯使用量が多い場合には、貯湯槽３に使用できる温度の湯水が無いので、補助熱源機４の燃焼運転によって加熱された湯水が、混合弁１６で給湯設定温度に調温されて例えばカラン１８に供給される。

次に、応急モードについて説明する。
例えば災害の発生によって、電力を供給する商用電源Ｂの停電が発生する場合がある。非常用電源として例えば蓄電装置Ｅが家庭に装備されている場合には、この非常用電源から電力供給を受けて給湯することをユーザが望む場合がある。それ故、貯湯給湯装置１は、非常用電源から電力供給を受けるように接続された場合に、例えば操作リモコン６からのモード変更操作によって、通常モードから電力消費を低減させた応急モードに移行させることができる。この応急モードでは、非常用電源から電力供給を受けて、貯湯槽３に加熱された湯水を貯湯する。

モード変更操作によって応急モードに移行するときには、燃料ガスの供給状況が不明の場合があるので、制御部５は燃料ガス供給遮断判定を行う。この燃料ガス供給遮断判定について、図３に基づいて説明する。図中のＳｉ（ｉ＝１，２，・・・）はステップを表す。

最初にＳ１において、燃料ガスの供給遮断が発生した否か判定する。このとき、制御部５は燃料ガスと空気をバーナ４ｃに供給すると共に着火を試みて、着火が所定回数失敗した場合に燃料ガスの供給遮断が発生したと判定する。Ｓ１の判定がＹｅｓの場合はＳ２に進み、Ｓ２においてヒートポンプ熱源機２の貯湯運転によって予め設定された貯湯温度で貯湯する応急モード（ＨＰ応急モード）に移行して燃料ガス供給遮断判定を終了する。一方、着火が成功してＳ１の判定がＮｏの場合はＳ３に進み、Ｓ３において補助熱源機４の燃焼運転によって予め設定された貯湯温度で貯湯槽３に貯湯する応急モード（ＢＵ応急モード）に移行して燃料ガス供給遮断判定を終了する。尚、貯湯温度は操作リモコン６から設定可能である。

非常用電源が蓄電装置Ｅの場合、蓄電量は限られており、蓄電装置Ｅが供給できる電力も商用電源Ｂと比べて小さい。非常用電源が家庭用の発電機の場合も、商用電源Ｂと比べて発電量及び発電可能時間が限定されたものになる。その上、非常用電源には、例えば冷蔵庫のような貯湯給湯装置１以外の機器も接続される場合がある。それ故、貯湯給湯装置１と他の機器の合計の消費電力が非常用電源の電力供給能力を超えないように、且つ非常用電源の電力によって例えば冷蔵庫のような機器の作動を長時間維持できるように、応急モードの消費電力を低減することが要求されている。

応急モード（ＨＰ応急モード）の貯湯運転では、消費電力の大半を占めるヒートポンプ熱源機２の駆動を例えば電流値によって制限して節電する。一方、応急モード（ＢＵ応急モード）の燃焼運転では、バーナ４ｃの燃焼を最大段数にして且つ最小燃焼量に制御して、燃焼運転の消費電力の大部分を占める燃焼ファン４ｂの回転数を低く抑えて節電する。

応急モード（ＢＵ応急モード）の燃焼運転による貯湯の制御について図４、図５に基づいて説明する。
応急モードが開始されると、図４のＳ１１において、循環ポンプ２５に貯湯槽３の底部から湯水が供給されるように三方弁２６を循環通路２４側に切替え、循環ポンプ２５を駆動してＳ１２に進む。尚、三方弁２６を循環通路２４側に切替えた場合には流量調整弁２８ａを全開にする。そして、Ｓ１２において、バーナ４ｃの最大段数且つ最小燃焼量で燃焼させる一定の燃焼量の燃焼運転を行って、図５に太線で示すように熱交換部４ｄで加熱した湯水を補助加熱出湯通路２８と貯湯槽出湯通路１５を介して貯湯槽３の上部から貯湯し、図４のＳ１３に進む。

次にＳ１３において、燃焼運転中に、例えば操作リモコン６から通常モードに戻すためのモード変更操作の有無を判定する。モード変更操作が無く、Ｓ１３の判定がＮｏの場合にはＳ１４に進み、Ｓ１４において貯湯槽３の貯湯量が第１貯湯量以上となったか否か判定する。第１貯湯量は、例えば貯湯槽３の最下段の貯湯温度センサ３ａに対応する貯湯量Ｌ１に設定されて、貯湯槽３に加熱された湯水を最大限貯湯するが、これより少ない貯湯量に設定することも可能である。Ｓ１４の判定がＮｏの場合はＳ１２に戻り、第１貯湯量に到達するように燃焼運転による貯湯を継続する。Ｓ１４の判定がＹｅｓの場合はＳ１５に進み、Ｓ１５において循環ポンプ２５を停止し、燃焼運転を停止させてＳ１６に進む。

次にＳ１６において、貯湯槽３の貯湯量が第２貯湯量以上か否か判定する。貯湯停止中には給湯又は暖房によって貯湯量が減少するので、第２貯湯量まで減少した場合に燃焼運転による貯湯を再開するための判定ステップである。燃焼量が一定の燃焼運転のため速く貯湯できないので、第１貯湯量よりも少ない第２貯湯量は、湯切れ発生まで余裕を持たせて設定可能であり、例えば貯湯温度センサ３ｄに対応する貯湯量Ｌ２に設定されている。

Ｓ１６の判定がＮｏの場合にはＳ１７に進み、後述する暖房熱媒を循環させる暖房中には燃焼運転ができないので、Ｓ１７において暖房熱媒が循環中か否判定する。暖房熱媒が循環中のためＳ１７の判定がＹｅｓの場合はＳ１７に戻る。Ｓ１７の判定がＮｏの場合は燃焼運転による貯湯再開のためにＳ１２に戻る。

一方、Ｓ１６の判定がＹｅｓの場合にはＳ１８に進み、貯湯停止中にＳ１８において例えば通常モードに戻すためのモード変更操作の有無を判定する。モード変更操作が無く、Ｓ１８の判定がＮｏの場合はＳ１６に戻る。モード変更操作が有り、Ｓ１８の判定がＹｅｓの場合はＳ１９に進み、Ｓ１９において動作モードを移行して応急モード（ＢＵ応急モード）を終了する。

また、貯湯中のＳ１３の判定がＹｅｓの場合には、Ｓ２０に進んで燃焼運転による貯湯を停止した後、Ｓ１９に進んで動作モードを移行して応急モード（ＢＵ応急モード）を終了する。尚、動作モードの移行は、通常モードへの移行に限らず、ＢＵ応急モードからＨＰ応急モードに移行してもよく、これ以外の設定可能な動作モードがある場合にはその動作モードへの移行も可能である。

ユーザは、応急モード（ＢＵ応急モード）に移行した場合に、燃焼運転によって貯湯された湯水を給湯にのみ使用する応急給湯モードと、燃焼運転によって貯湯された湯水を暖房にのみ使用する応急暖房モードのうち、何れか一方を選択することができる。この応急給湯モードと応急暖房モードについて説明する。

応急給湯モードが選択されると、図６のＳ２１において、給湯していないときに例えば応急暖房モードに変更するためのモード変更操作の有無を判定する。モード変更操作が無く、Ｓ２１の判定がＮｏの場合はＳ２２に進み、Ｓ２２において給湯流量センサ１９ａが流量を検知したか否か判定する。給湯使用の開始を判定するステップである。Ｓ２２の判定がＮｏの場合はＳ２１に戻る。Ｓ２２の判定がＹｅｓの場合はＳ２３に進む。

次にＳ２３において、混合弁入口温度センサ１５ａが検知する湯水温度（混合弁入口温度）と、給水温度センサ１１ａが検知する給水温度に基づいて、給湯設定温度で給湯されるように混合弁１６の混合比を調整して給湯し、Ｓ２４に進む。このとき、燃焼運転による貯湯が終了している場合には、図７に太線で示すのように貯湯槽３の湯水と上水を混合弁１６で混合して給湯する。

一方、給湯中に貯湯量の減少によって燃焼運転による貯湯が開始される場合、又は燃焼運転による貯湯中に給湯が開始される場合がある。燃焼量が一定の燃焼運転による貯湯なので、給湯流量が小さい場合には、図８に太線で示すように燃焼運転で加熱されて給湯に使用されない湯水を貯湯槽３に貯湯する。例えば１分間で温度を２５℃上昇させた湯水を１Ｌ供給する能力を１号とし、燃焼量が一定の燃焼運転が１０号の能力に相当するとしたときに、７号相当の給湯使用で余る３号相当の加熱された湯水が貯湯槽３に貯湯される。

給湯流量が大きく、燃焼運転で加熱された湯水では不足する場合であって、貯湯槽３に使用可能な温度の湯水があるときには、図９に太線で示すように燃焼運転で加熱された湯水と貯湯槽３の湯水を併せて使用して給湯する。そして、貯湯槽３の使用可能な温度の湯水が無くなった場合には、図１０に太線で示すように給湯流量調整弁１９ｂを絞って給湯流量を減少させ、燃焼運転で加熱された湯水を使用して給湯する。例えば燃焼量が一定の燃焼運転が１０号の能力に相当し、１４号相当の給湯使用があるとしたときに、貯湯槽３に使用可能な温度の湯水があるときは貯湯槽３の湯水も使用して１４号相当の給湯を行い、貯湯槽３に使用可能な温度の湯水が無くなると、給湯流量調整弁１９ｂを絞って１０号相当の給湯を行う。

次に図６のＳ２４において、給湯中に例えば応急暖房モードに変更するためのモード変更操作の有無を判定する。モード変更操作が無く、Ｓ２４の判定がＮｏの場合はＳ２５に進み、Ｓ２５において給湯流量センサ１９ａが流量非検知となったか否か判定する。給湯使用の終了を判定するステップである。Ｓ２５の判定がＮｏの場合は給湯継続のためＳ２３に戻る。Ｓ２５の判定がＹｅｓの場合はＳ２６に進み、Ｓ２６において給湯設定温度に調整する給湯を停止してＳ２１に戻り、次回の給湯に備える。

一方、給湯中にモード変更操作があり、Ｓ２４の判定がＹｅｓの場合はＳ２７に進み、Ｓ２７において給湯流量センサ１９ａが流量非検知となったか否か判定する。Ｓ２７の判定がＮｏの場合は、給湯使用が終了するまでモード変更を行わないようにＳ２７に戻る。Ｓ２７の判定がＹｅｓの場合はＳ２８に進み、Ｓ２８において給湯設定温度に調整する給湯を停止してＳ２９に進む。

次にＳ２９において、例えば応急暖房モードに移行して、応急給湯モードを終了する。また、Ｓ２１の判定がＹｅｓの場合もＳ２９に進み、Ｓ２９において例えば応急暖房モードに移行して、応急給湯モードを終了する。

次に応急暖房モードについて説明する。
応急暖房モードでは、貯湯槽３に貯湯された湯水を利用して暖房熱媒を加熱し、この暖房熱媒を貯湯給湯装置１と暖房端末との間で循環させて暖房する。制御部５は、所定の循環期間中に暖房熱媒を循環させ、循環停止期間中には暖房熱媒の循環を停止させる暖房オンオフ制御を行う。例えばユーザが循環期間を１０分、循環停止期間を１０分に夫々設定して、２０分を１サイクルとする応急暖房モードの暖房を行うことができる。貯湯槽３の貯湯量が低下した場合には、循環停止期間中に燃焼運転による貯湯を行う。尚、応急暖房モード中は、混合弁１６の給水バイパス通路１７側の開度を最大にして温水の給湯使用ができないようにしている。

応急暖房モードが選択されると、図１１のＳ３１において、暖房開始までにモード変更操作が有ったか否か判定する。モード変更操作が有ってＳ３１の判定がＹｅｓの場合にはＳ４６に進み、Ｓ４６において例えば応急給湯モードに移行して応急暖房モードを終了する。モード変更操作が無く、Ｓ３１の判定がＮｏの場合にはＳ３２に進む。

次にＳ３２において、貯湯槽３の貯湯量が第１貯湯量以上か否か判定する。暖房のために十分な貯湯量が必要なので、第１貯湯量以上に貯湯してから暖房を開始するためのステップである。Ｓ３２の判定がＮｏの場合はＳ３１に戻る。Ｓ３２の判定がＹｅｓの場合には、Ｓ３３に進む。

次にＳ３３において、燃焼運転を禁止し、循環ポンプ２５によって貯湯槽３の上部から暖房熱交換器９に貯湯された湯水を供給するために三方弁２６を再加熱通路２７側に切替えて、Ｓ３４に進む。そしてＳ３４において、暖房弁９ａを開放し、循環ポンプ２５を駆動して、図１２に太線で示すように貯湯槽３と暖房熱交換器９の間で貯湯された湯水（温水）の循環を開始してＳ３５に進む。このとき、燃焼運転を禁止しているので、湯水は補助熱源機４で加熱されない。

次に図１１のＳ３５において、暖房ポンプ２９ａを駆動して暖房熱交換器９と暖房端末との間で暖房熱媒の循環を開始してＳ３６に進む。そしてＳ３６において、暖房熱媒の循環中にモード変更操作が有ったか否か判定する。モード変更操作が無く、Ｓ３６の判定がＮｏの場合にはＳ３７に進む。

次にＳ３７において、暖房熱媒を循環させる所定の循環期間が経過したか否か判定する。Ｓ３７の判定がＮｏの場合はＳ３６に戻り、Ｓ３７の判定がＹｅｓの場合はＳ３８に進む。次にＳ３８において、循環ポンプ２５の停止と暖房弁９ａの閉止により温水循環を停止してＳ３９に進む。そしてＳ３９において暖房ポンプ２９ａの停止により暖房熱媒の循環を停止してＳ４０に進み、Ｓ４０において燃焼運転禁止を解除し、三方弁２６を循環通路２４側に切替えてＳ４１に進む。これにより、暖房熱媒の加熱に利用された湯水を再加熱するために、燃焼運転による貯湯を再開することができる状態になり、貯湯槽３の貯湯量に基づいて燃焼運転による貯湯が行われる（図４参照）。

次にＳ４１において、暖房熱媒の循環停止中にモード変更操作が有ったか否か判定する。モード変更操作が無く、Ｓ４１の判定がＮｏの場合にはＳ４２に進む。そしてＳ４２において、所定の循環停止期間が経過したか否か判定する。Ｓ４２の判定がＮｏの場合にはＳ４１に戻る。Ｓ４２の判定がＹｅｓの場合にはＳ３３に戻る。

一方、暖房熱媒の循環中にモード変更操作があってＳ３６の判定がＹｅｓの場合にはＳ４３に進み、Ｓ４３において循環ポンプ２５の停止と暖房弁９ａの閉止により温水循環を停止してＳ４４に進む。そしてＳ４４において暖房ポンプ２９ａの停止により暖房熱媒の循環を停止してＳ４５に進み、Ｓ４５において燃焼運転禁止を解除し、三方弁２６を循環通路２４側に切替えてＳ４６に進む。

次にＳ４６において、例えば応急給湯モードに移行して、応急暖房モードを終了する。また、暖房熱媒の循環停止中のＳ４１の判定がＹｅｓの場合もＳ４６に進み、Ｓ４６において例えば応急給湯モードに移行して、応急暖房モードを終了する。

上記貯湯給湯装置１の作用、効果について説明する。
貯湯給湯装置１は、停電発生時に外部の非常用電源から電力供給を受けて、補助熱源機４の燃焼運転によって加熱した湯水を貯湯槽３に貯湯する応急モードに移行する。この応急モードでは、補助熱源機４のバーナ４ｃの燃焼段数を最大段数にし、その最大段数における最小燃焼量で燃焼運転を行う。最大段数なので、湯水の加熱能力が大きくなり、その最小燃焼量なので燃焼用空気の流量が小さくなる。従って、燃焼ファン４ｂによって燃焼用空気を供給するための電力が小さくなり、消費電力を低減した一定の燃焼量の燃焼運転を行うことができる。その上、最大段数且つ最小燃焼量の燃焼運転は、加熱効率が高い。

貯湯給湯装置１は、加熱した暖房熱媒を外部の暖房端末との間で循環させて暖房する暖房機能を備えている。応急モード（ＢＵ応急モード）では、貯湯槽３の湯水を給湯に使用する応急給湯モードと、貯湯槽３の湯水を利用して暖房熱媒を加熱する応急暖房モードとを切り替え可能に構成されている。従って、応急モードで燃焼運転によって貯湯槽３に貯湯した湯水を、給湯に使用する場合と暖房に利用する場合とに切替えることができ、消費電力を低減した燃焼運転で貯湯した湯水によって、ユーザの要望に応じて給湯又は暖房を行うことができる。

貯湯給湯装置１は、応急給湯モードでは、給湯使用中にも貯湯可能に構成されている。応急給湯モードでは、燃焼量が一定であるため燃焼運転で加熱されても給湯に使用されない湯水が発生する場合に、この加熱された湯水を貯湯槽３に貯湯可能することができる。従って、湯水の加熱量を調整するために燃焼のオンオフを切替える必要がないので、燃焼のオンオフ切替えに伴う消費電力の変動を少なくして、非常用電源の負荷を低減することができ、燃焼運転で加熱された湯水が無駄になることを防止することができる。

貯湯給湯装置１は、応急暖房モードに切り替えられた場合には、貯湯槽３に予め設定された貯湯量（第１貯湯量）が貯湯されてから暖房端末との間で暖房熱媒の循環を開始する。従って、暖房開始後に十分な熱量を供給して暖房することができるので、速く部屋を暖めることができる。また、貯湯と暖房を分けて行うので、応急暖房モードの貯湯給湯装置１の消費電力のピーク値を低減することができ、非常用電源の負荷を低減することができる。

応急モードへの移行は、非常用電源から電力供給を受けるように接続された後、非常用電源から送信される信号に基づき制御部５が自動的に動作モードを移行させるように構成してもよい。その他、当業者であれば、本発明の趣旨を逸脱することなく、上記実施形態に種々の変更を付加した形態で実施可能であり、本発明はそのような変更形態を包含するものである。

１ ：貯湯給湯装置
２ ：ヒートポンプ熱源機
３ ：貯湯槽
３ａ～３ｆ：貯湯温度センサ
４ ：補助熱源機
４ａ ：燃料ガス供給部
４ｂ ：燃焼ファン
４ｃ ：バーナ
４ｄ ：熱交換部
４ｅ ：ガス電磁弁
４ｆ ：ガス流量調整弁
５ ：制御部（制御手段）
６ ：操作リモコン
７ ：ふろ熱交換器
７ａ ：追焚き弁
８ ：浴槽
９ ：暖房熱交換器
９ａ ：暖房弁
１０ ：貯湯給湯ユニット
１１ ：給水通路
１２ ：往き通路
１３ ：戻り通路
１４ ：貯湯ポンプ
１５ ：貯湯槽出湯通路
１６ ：混合弁
１７ ：給水バイパス通路
１８ ：カラン
１９ ：給湯通路
１９ａ：給湯流量センサ
１９ｂ：給湯流量調整弁
２１ ：注湯通路
２１ａ：注湯流量センサ
２１ｂ：注湯弁
２２ ：追焚き通路
２２ａ：ふろポンプ
２４ ：循環通路
２４ａ：循環流量センサ
２５ ：循環ポンプ
２６ ：三方弁
２７ ：再加熱通路
２８ ：補助加熱出湯通路
２８ａ：流量調整弁
２９ ：暖房通路
２９ａ：暖房ポンプ

Claims (4)

1. ヒートポンプ熱源機と、このヒートポンプ熱源機の貯湯運転によって加熱された湯水を貯湯する貯湯槽と、この貯湯槽に使用できる温度の湯水が無い場合に燃料ガスを燃焼させる燃焼運転によって湯水を加熱する補助熱源機と、前記貯湯運転と前記燃焼運転を制御する制御手段を有する貯湯給湯装置において、
   前記補助熱源機は、燃焼量調整のために複数段数の燃焼段を有するバーナを備え、
   前記制御手段は、停電が発生して非常用電源から電力供給を受ける場合に、前記燃焼運転によって加熱した湯水を前記貯湯槽に貯湯する応急モードに移行し、前記バーナの前記燃焼段を最大段数にして且つ最小燃焼量で燃焼するように前記燃焼運転を制御することを特徴とする貯湯給湯装置。
2. 加熱した暖房熱媒を外部の暖房端末との間で循環させて暖房する暖房機能を備え、
   前記応急モードでは、前記貯湯槽の湯水を給湯に使用する応急給湯モードと、前記貯湯槽の湯水を利用して前記暖房熱媒を加熱する応急暖房モードとを切り替え可能に構成されたことを特徴とする請求項１に記載の貯湯給湯装置。
3. 前記応急給湯モードでは、給湯使用中にも貯湯可能に構成されたことを特徴とする請求項２に記載の貯湯給湯装置。
4. 前記応急暖房モードに切り替えられた場合には、前記貯湯槽に予め設定された貯湯量が貯湯されてから前記暖房端末との間で暖房熱媒の循環を開始することを特徴とする請求項２に記載の貯湯給湯装置。

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