JP3840574B2

JP3840574B2 - 給湯装置

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Publication number: JP3840574B2
Application number: JP2001394402A
Authority: JP
Inventors: 孝司千田; 真一坂本
Original assignee: Daikin Industries Ltd
Current assignee: Daikin Industries Ltd
Priority date: 2001-12-26
Filing date: 2001-12-26
Publication date: 2006-11-01
Anticipated expiration: 2021-12-26
Also published as: JP2003194405A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、加熱源にて加熱される温湯を貯める貯湯タンクを有する給湯装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
給湯装置には、例えば、図１０に示すようなヒートポンプ式給湯装置がある。このヒートポンプ式給湯装置は、貯湯タンク７０を有するタンクユニット７１と、冷媒回路７２を有する熱源ユニット７３とを備える。また、冷媒回路７２は、圧縮機７４と水熱交換器７５と膨張弁７７と蒸発器７８とを順に接続して構成される。そして、タンクユニット７１は、上記貯湯タンク７０と循環路７９とを備え、この循環路７９には、水循環用ポンプ８０と熱交換路８１とが介設されている。この場合、熱交換路８１は水熱交換器７５にて構成される。
【０００３】
上記装置においては、圧縮機７４を駆動させると共に、ポンプ８０を駆動（作動）させると、貯湯タンク７０の底部に設けた取水口から貯溜水（温湯）が循環路７９に流出し、これが熱交換路８１を流通する。そのときこの温湯は水熱交換器７５によって加熱され（沸き上げられ）、湯入口から貯湯タンク７０の上部に返流される。これによって、貯湯タンク７０に高温の温湯を貯めるものである。そして、現状の電力料金制度は深夜の電力料金単価が昼間に比べて安価に設定されているので、近年では、この運転は低額である深夜時間帯（例えば、２３時から７時までの時間帯）に行い、ランニングコストの低減を図るようにする場合が多くなっている。この場合、一日の必要湯熱量が少ない場合には、深夜時間帯の全量沸き上げ運転のみで必要湯熱量を沸き上げることができるが、必要湯熱量が多い場合には、この深夜時間帯の運転に加えて、昼間の追加運転（追加追い焚き運転）を行っていた。すなわち、一日の必要湯量を沸き上げる運転を必要湯量確保運転と呼ぶものとすると、この必要湯量確保運転には、深夜時間帯での全量沸き上げ運転のみを行う場合と、深夜時間帯での全量沸き上げ運転と昼間の上記追加追い焚き運転（以下、追加運転という）との両者を行う場合とがある。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
そして、このような給湯装置では、ユーザの湯の使用量に応じて必要な熱量（湯量）を沸き上げるものであり、１日の必要湯熱量に応じて複数の階級（例えば、１０段階）の湯量レベルを定めておき、この複数の階級の湯量レベルから選択された湯量レベルに応じた湯熱量を沸き上げる必要湯量確保運転を行うものである。ところが、貯湯タンク内の湯が使用されて規定量以下となれば、昼間にその不足分の湯切れ追い焚き運転（以下、追い焚き運転という）を上記必要湯量確保運転とは別に行う必要が生じる。すなわち、必要湯量確保運転が、深夜時間帯の全量沸き上げ運転と、昼間の追加運転とである場合において、不足分を補充するために、さらに昼間においてこの不足分の追い焚き運転を行うのである。このような場合には、次回の必要湯量確保運転において、その補充した追い焚き運転の運転時間に応じて上記湯量レベルを上昇させていた。
【０００５】
このため、ユーザが大量に湯を使用した場合には、次回の運転では、前回の湯量レベルよりも数段階上昇させて運転を行うことになる。この際、この大量の湯の使用がいわゆる突発的なもの、たとえば、来客等によって、貯湯タンクの湯を浴槽に２回以上供給することによる使用であれば、この次回の沸き上げ運転においてレベルアップした湯量レベルでは、必要湯熱量よりも多く沸き上げられることになり、それ以後は湯が余る「湯過多」状態となるおそれがある。
【０００６】
すなわち、従来のこの種の給湯装置は、図９に示すようなフローチャート図で示すような制御を行っていた。ステップＳ４に示すように、全量沸き上げを開始した場合に、その沸き上げでは、以後、湯過多状態となるか否かを判断する。この場合、ステップＳ５のように、温度Ｔ２（貯湯タンク７０の所定位置に付設された温度センサの温度）が所定温度（例えば４５度）以上か否かで判断する。４５度以上であれば、湯過多状態であると判定されてステップＳ６へ移行し、４５度未満であれば、湯過多状態でないと判断され、そのままこの制御を終了する。そして、湯過多状態である場合に、ステップＳ６にてその湯過多状態である日数（残湯日数）をカウントし、ステップＳ７で、残湯日数が例えば３日であれば、ステップＳ１１へ移行して湯量レベルを元のレベルに戻す（おまかせレベル＝複数ＵＰ前レベルとする）ものである。
【０００７】
このため、上記のように湯量レベルが数段階上昇して、湯過多状態が所定日数（例えば、３日）継続した場合には、従来では、突発的なレベルアップと判定して、レベルアップ前の湯量レベルに戻していた。しかしながら、昼間の追い焚き運転時間と湯量レベルを上昇させる基準湯量との関係によっては、湯量レベルが上昇した後に一旦元に戻り、再度上昇したりするハンチングが発生する可能性があり、安定した湯量レベルに設定することが困難であった。また、レベルアップ前の湯量レベルが例えばレベル４であるときに、大量の使用によって、次回の湯量レベルがレベル７に上昇して、湯過多状態が上記所定日数（例えば、３日）継続すれば、元のレベル４に戻すことになる。ところが、適正な湯量レベルがレベル５やレベル６であれば、この元のレベル４では湯が不足する湯不足現象が生じることになっていた。すなわち、貯湯タンク７０内の湯が規定量（必要湯熱量）以下となることは、その後の使い方によっては湯切れにつながることになる。このため、ユーザの使用湯量が変化した場合にはできるだけ速やかに必要な湯量レベルに収束させる必要がある。しかしながら、従来のこの種の給湯装置の上記制御方法では、適正な湯量レベルに収束させることが困難であった。
【０００８】
この発明は、上記従来の欠点を解決するためになされたものであって、その目的は、１日の必要湯熱量に対応する湯量レベルにて運転することができて、湯切れを回避することができると共に、湯過多状態が長期にわたるのを抑制してランニングコストを低減することが可能な給湯装置を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
そこで請求項１の給湯装置は、貯湯タンク３と、加熱源とを備えた給湯装置において、１日の必要湯熱量に応じて複数の階級の湯量レベルを定めておき、上記加熱源は、選択された湯量レベルに応じた湯熱量を上記貯湯タンク３へと供給すべく作動し、上記による供給湯熱量に不足が生じたときには、次回の供給湯熱量をそれに応じて上記湯量レベルを上昇させ、また、供給湯熱量の過多状態が基準判定日数にわたって継続したときには、湯量レベルを１段階だけ低下させるように構成した給湯装置であって、上記湯量レベルが複数レベル分上昇したときには、上記基準判定日数よりも少ない中期判定日数にわたって湯過多状態が継続すれば、湯量レベルを１段階だけ低下させる湯量レベル適正化制御を行うことを特徴としている。
【００１０】
請求項１の給湯装置では、供給湯熱量に不足が生じたときには、次回の供給湯熱量をそれに応じて湯量レベルを上昇させるので、湯切れを回避（防止）することができる。また、供給湯熱量の過多状態が基準判定日数にわたって継続したときには、湯量レベルを１段階だけ低下させるので、湯過多状態が長期にわたることを防止することができる。さらに、湯量レベルが複数レベル分上昇したときには、上記基準判定日数よりも少ない中期判定日数にわたって湯過多状態が継続すれば、このレベル上昇がいわゆる突発的なものと判定でき、湯量レベルを１段階だけ低下させ、この湯過多を防止することができる。
【００１１】
請求項２の給湯装置は、上記湯量レベル適正化制御は、上記湯量レベルを１段階だけ低下させた後、上記中期判定日数よりも少し短い短期判定日数だけ湯過多状態が継続すれば、上記湯量レベルをさらに１段階だけ低下させる制御を含むことを特徴としている。
【００１２】
上記請求項２の給湯装置では、湯量レベルを１段階だけ低下させても、湯過多状態が短期判定日数だけ継続すれば、この湯量レベルでも、湯過多状態が発生するものであり、湯量レベルをさらに１段階だけ低下させることにより、湯量レベルを適正とすることができる。これによって、過多状態の継続を防止することができる。
【００１３】
請求項３の給湯装置は、上記貯湯タンク３の頂部側に追い焚き基準用の温度センサ１８ａを設け、この温度センサ１８ａの検出温度が低温側基準温度以下になったときに、上記供給湯熱量が不足すると判定して、上記加熱源を作動させて貯湯タンク３へと加熱湯を供給する追い焚き運転を行い、上記検出温度が高温側基準温度以上になったときに、加熱源の作動を停止してこの追い焚き運転を終了するように構成し、上記供給湯熱量の不足分をこの追い焚き運転時間から把握して上記湯量レベルを上昇させることを特徴としている。
【００１４】
上記請求項３の給湯装置では、追い焚き基準用の温度センサ１８ａの検出温度が低温側基準温度以下になったときに、供給湯熱量が不足すると判定して、加熱源を作動させて貯湯タンク３へと加熱湯を供給する追い焚き運転を行うものであるので、この追い焚き運転にて、湯切れを防止することができる。また、上記検出温度が高温側基準温度以上になったときに、この追い焚き運転を終了するので、追い焚き時に余分な湯を沸かすおそれがなくなる。さらに、供給湯熱量の不足分をこの追い焚き運転時間から把握して、次回の湯量レベルを選定することができ、この選定した湯量レベルが最適となる。
【００１５】
請求項４の給湯装置は、上記追い焚き基準用の温度センサ１８ａよりも下方位置に過多判定用の温度センサ１８ｂを設け、この過多判定用の温度センサの検出湯温が基準温度以上であるときに湯過多状態であると判定することを特徴としている。
【００１６】
上記請求項４の給湯装置では、追い焚き基準用の温度センサ１８ａよりも下方位置に過多判定用の温度センサ１８ｂの検出湯温が基準温度以上であるときに湯過多状態であると判定することができ、この湯過多状態の判定を高精度に行うことができる。
【００１７】
請求項５の給湯装置は、上記基準判定日数が１週間であり、上記中期判定日数が少なくとも２日であり、上記短期判定日数が１日であることを特徴としている。
【００１８】
上記請求項５の給湯装置では、突発的な使用によるレベルアップである場合に、基準判定日数の一週間よりも短い中期判定日数の間だけ、この湯量レベルの運転を行うものであり、湯過多状態が長期にわたって継続することがない。また、この中期判定日数は少なくとも２日であるので、突発的な使用によるレベルアップか否かの判定を行うことができる。さらに、短期判定日数が１日であるので、このような湯過多状態を１日で終了させることができる。
【００１９】
請求項６の給湯装置は、湯量レベルが上昇する前のレベルに戻ったときに、上記湯量レベル適正化制御を初期状態に戻すことを特徴としている。
【００２０】
上記請求項６の給湯装置では、前のレベルに戻った後に、この湯量レベル適正化制御が続けられて、さらに１段階下げることを防止することができる。これに対して、前のレベルに戻った後に、この湯量レベル適正化制御が継続されて、湯過多状態となれば、短い判定日数でもって１レベル低下させることになって、湯切れが発生するおそれがある。
【００２１】
請求項７の給湯装置は、貯湯タンク３と、加熱源とを備えた給湯装置において、１日の必要湯熱量に応じて複数の階級の湯量レベルを定めておき、上記加熱源は、選択された湯量レベルに応じた湯熱量を上記貯湯タンク３へと供給すべく作動し、上記貯湯タンク３に追い焚き基準用の温度センサ１８ａを設け、この温度センサ１８ａの検出温度が低温側基準温度以下になったときに、上記供給湯熱量が不足すると判定して、上記加熱源を作動させて貯湯タンク３へと加熱湯を供給する追い焚き運転を行うと共に、以後の供給湯熱量に応じて上記湯量レベルを上昇させ、また、上記追い焚き基準用の温度センサ１８ａよりも下方位置に過多判定用の温度センサ１８ｂを設け、この過多判定用の温度センサ１８ｂの検出湯温が基準温度以上であるときに湯過多状態であると判定して、湯量レベルを低下させるように構成した給湯装置であって、上記貯湯タンク３に少なくとも３個の温度センサ１８ａ、１８ｂ、１８ｃを高さ位置を相違させて配置し、上位のセンサ１８ａを追い焚き基準用の温度センサとすると共に、中間のセンサ１８ｂを過多判定用の温度センサとする第１判定状態と、中間のセンサ１８ｂを追い焚き基準用の温度センサとすると共に、下位のセンサ１８ｃを過多判定用の温度センサとする第２判定状態との選択を可能としたことを特徴としている。
【００２２】
上記請求項７の給湯装置では、第１判定状態にて、供給湯熱量の不足と、湯過多状態との判定を行えば、貯湯タンク３の上方にてこれらの判定を行うことができ、残湯量を減少できるので、湯加熱に要するランニングコストを少なくすることができる。また、第２判定状態にて、供給湯熱量の不足と、湯過多状態との判定を行えば、貯湯タンク３の中間部にてこれらの判定を行うことができ、湯切れを安定して防止することができる。しかも、この第１・第２判定状態を選択できるので、ユーザは好みの状態に設定することができ、ユーザが希望する状態での運転が可能となる。
【００２３】
【発明の実施の形態】
次に、この発明の給湯装置の具体的な実施の形態について、図面を参照しつつ詳細に説明する。図１はこの給湯装置（この場合ヒートポンプ式給湯装置）の簡略図を示し、この給湯装置は、タンクユニット１とヒートポンプユニット（熱源ユニット）２を備え、タンクユニット１の水（温湯）をヒートポンプユニット２にて加熱するものである。このタンクユニット１は貯湯タンク３を備え、この貯湯タンク３に貯湯された温湯が図示省略の浴槽等に供給される。すなわち、貯湯タンク３には、その底壁に給水口５が設けられると共に、その上壁に出湯口６が設けられている。そして、給水口５から貯湯タンク３に市水が供給され、出湯口６から高温の温湯が出湯される。また、貯湯タンク３には、その底壁に取水口１０が開設されると共に、側壁（周壁）の上部に湯入口１１が開設され、取水口１０と湯入口１１とが循環路１２にて連結されている。そして、この循環路１２に水循環用ポンプ１３と熱交換路１４とが介設されている。なお、給水口５には給水用流路８が接続されている。
【００２４】
ところで、貯湯タンク３には、上下方向に所定ピッチで少なくとも３個の残湯量検出器（温度センサ）１８ａ、１８ｂ、１８ｃ、１８ｄが設けられている。上記各温度センサ１８ａ・・は、例えば、それぞれサーミスタからなる。また、上記循環路１２には、熱交換路１４の入口側に取水サーミスタ２０が設けられると共に、熱交換路１４の出口側に出湯サーミスタ２１が設けられている。
【００２５】
次に、ヒートポンプユニット（熱源ユニット）２は冷媒回路を備え、この冷媒回路は、圧縮機２５と、熱交換路１４を構成する水熱交換器２６と、電動膨張弁（減圧機構）２７と、空気熱交換器２８とを順に接続して構成される。すなわち、圧縮機２５の吐出管２９を水熱交換器２６に接続し、水熱交換器２６と電動膨張弁２７とを冷媒通路３０にて接続し、電動膨張弁２７と空気熱交換器２８とを冷媒通路３１にて接続し、空気熱交換器２８と圧縮機２５とをアキュームレータ３２が介設された冷媒通路３３にて接続している。これにより、圧縮機２５が駆動すると、水熱交換器２６において熱交換路１４を流れる水が加熱されることになる。なお、この冷媒回路の冷媒には、例えば、自然系冷媒として炭酸ガス等の超臨界冷媒を用いることができる。また、空気熱交換器２８にはこの空気熱交換器２８の能力を調整するファン３４が付設されている。
【００２６】
ところで、この給湯装置の制御部は、図３に示すように、残湯量検出手段３７と、この検出手段３７からのデータ（数値）が入力される制御手段３８とを備える。すなわち、図１に示すように、残湯量検出手段３７は、貯湯タンク３に付設された残湯量検出器１８ａ、１８ｂ、１８ｃ、１８ｄにて構成することができる。そして、図２に示すように、残湯量検出器１８ａの温度（タンク温度Ｔ１）、残湯量検出器１８ｂの温度（タンク温度Ｔ２）、残湯量検出器１８ｃの温度（タンク温度Ｔ３）、残湯量検出器１８ｄの温度（タンク温度Ｔ４）取水サーミスタ２０の温度（入水温度Ｔ６）等が制御手段（コントローラ）３８に入力され、これらのデータに基づいて、水循環用ポンプ１３と圧縮機２５とを駆動して、後述するような運転が行われる。なお、上記制御手段３８は例えばマイクロコンピュータを用いて構成することができる。
【００２７】
上記のように構成された給湯装置によれば、圧縮機２５を駆動させると共に、水循環用ポンプ１３を駆動（作動）させると、貯湯タンク３の底部に設けた取水口１０から貯溜水（温湯）が流出し、これが循環路１２の熱交換路１４を流通する。そのときこの温湯は水熱交換器１４によって加熱され（沸き上げられ）、湯入口１１から貯湯タンク３の上部に返流される。このような動作を継続して行うことによって、貯湯タンク３に高温の温湯を貯湯することができる。
【００２８】
この場合、深夜時間（２３時から次の日の午前７時）帯のある時刻（例えば、深夜時間開始後の２４時等）から所定時間の間運転して、所定時刻（深夜時間終了時刻、つまり午前７時）で所定容量（例えば、貯湯タンク３の容量）の湯を沸き上げる全量沸き上げ運転を行うものである。また、一日の必要湯量がこの貯湯タンク３の容量を越える場合には、深夜時間の全量沸き上げ運転を行った後、さらに深夜時間外の昼間において追加追い焚き運転（以下、追加運転という）を行って、その一日の必要湯量を確保するものである。すなわち、一日の必要湯量を沸き上げる運転を必要湯量確保運転と呼ぶものとすると、この場合、必要湯量確保運転には、深夜時間帯での全量沸き上げ運転のみを行う場合と、深夜時間帯での全量沸き上げ運転と追加運転との両者を行う場合がある。
【００２９】
そして、上記必要湯量確保運転は、上記取水サーミスタ２０の温度（入水温度）が所定温度（例えば、６０℃）に達すれば、終了する。この場合、上記全量沸き上げにおいては、１日の必要湯熱量に応じて複数の階級の湯量レベルを定めておき、加熱源（ヒートポンプ加熱源）は、選択された湯量レベルに応じた湯熱量を上記貯湯タンクへと供給すべく作動するように設定される。ここで、湯量レベルとは、例えば次の表１のように、１〜１０段階のレベルを備えるものである。すなわち、この表１において、レベル１は、６５℃の湯を所定量（貯湯タンク３の容量）分沸き上げるものであり、レベル５は、８０℃の湯を所定量（貯湯タンク３の容量）分沸き上げると共に、昼間に追加運転を１時間行って、さらに８０℃の湯を５０リットル沸き上げるものである。この場合、等級が上昇するほど湯熱量が多いことになる。また、レベル１〜レベル４までは、昼間の追加運転を行うことなく、一日の必要湯熱量を確保できるものとしている。
【００３０】
【表１】

【００３１】
そして、ある湯量レベルで運転した場合に、昼間に多く使用されて、この湯量レベルでの湯熱量では、湯切れを起こす場合には、この昼間において、この使用により不足分を補うために、上記追加運転とは別に湯切れ追い焚き運転（以下、追い焚き運転という）を行うことになる。上記追い焚き運転は、図４のフローチャート図に示すように行われる。この場合、まず、ステップＳ１でＴ１（貯湯タンク３の頂部側の温度センサ１８ａの温度）が低温側基準温度（例えば４５℃）以下か否かを判定する。４５℃を越えていれば、追い焚きする必要がなく、そのままの状態を維持する。Ｔ１が４５℃以下であれば、追い焚き運転を行う必要があるので、ステップＳ２へ移行して追い焚き運転を開始する。
【００３２】
その後、ステップＳ３へ移行して、Ｔ１が高温側基準温度（例えば６０℃）以上か否かを判定する。６０℃以上であれば、追い焚きする必要がないので、追い焚きを終了する。また、６０℃未満であれば、追い焚き運転を継続する。
【００３３】
そして、その後は、この追い焚き運転の運転時間から不足分を把握して、次回において、上記湯量レベルを上昇させて、この上昇させた湯量レベルの供給湯熱量の沸き上げ運転を行うことになる。この場合、例えば、追い焚き運転時間が６０分以内であれば、１レベル上昇させ、追い焚き運転時間が６０分を越えて１２０分以内であれば、２レベル上昇させ、追い焚き運転時間が１２０分を越えて１８０分以内であれば、３レベル上昇させるように設定することができるが、もちろんこれに限るものではない。
【００３４】
また、上記のように、次回の必要湯量確保運転の湯量レベルを上昇させた場合であっても、湯量レベルを上昇させない場合であっても、貯湯タンク３の湯が余る「湯過多」状態であるか否かを判定する。すなわち、ある湯量レベルで運転（全量沸き上げ運転）を行って、以後この湯量レベルで運転を行った場合に湯過多状態であるかの判定を行うものであって、この湯過多状態が基準判定日数（例えば、１週間）にわたって継続したときには、湯量レベルを１段階だけ低下させる。
【００３５】
また、追い焚き運転によって、この追い焚き運転時間に応じて、湯量レベルが複数レベル分上昇したときには、上記基準判定日数よりも少ない中期判定日数（例えば、３日）にわたって湯過多状態が継続すれば、上記基準判定日数の間、湯過多状態を継続させることなく、この中期判定日数経過後に、湯量レベルを１段階だけ低下させる。なお、上記判定日数には、湯未使用日を除外する。この湯未使用日の判定は、例えば、貯湯タンク３に設けられる給水判定用の温度センサ１８ｄの温度Ｔ４が所定温度（例えば、４５℃）を切らなかったら湯未使用と判定することができる。すなわち、給水口５から貯湯タンク３に市水が供給されず、これにより、貯湯タンク３内の湯が使用されていないと判定できるからである。
【００３６】
また、上記湯量レベル適正化制御には、湯量レベルを１段階だけ低下させた後、上記中期判定日数よりも少し短い短期判定日数（例えば、１日）だけ湯過多状態が継続すれば、上記湯量レベルをさらに１段階だけ低下させる制御を含むものとする。
【００３７】
ところで、湯過多状態か否かは、例えば、追い焚き運転開始の基準となる温度センサ１８ａよりも下方の温度センサ１８ｂの検出温度Ｔ２が、基準温度（例えば、４５℃）以上かを判定する。これは、この温度センサ１８ｂの位置での湯の温度が４５℃以上では、湯過多状態といえないからである。このため、このＴ２が４５℃未満では湯過多状態でないと判定される。
【００３８】
次に、上記湯量レベル適正化制御について、湯量レベルが複数レベル分上昇した場合を示す図５と図６のフローチャート図に従って具体的に説明する。まず、図５に示すように、この湯量レベル適正化制御の処理を開始して、ステップＳ４にて全量沸き上げか否かを判定する。この場合、図７に示すように、▲１▼の全量沸き上げで有るかの判定を行うものとする。すなわち、この▲１▼の全量沸き上げは、この沸き上げを開始する前の昼間の追い焚き運転（１日の必要湯熱量を確保するために追加運転と相違する）に基づいて湯量レベルが変更されている。また、この場合、湯量レベルが複数レベル分上昇したものとする。そして、▲１▼の全量沸き上げでなければ、この沸き上げとなるまで待つ。また、▲１▼の全量沸き上げであれば、この全量沸き上げ運転を行う。次に、ステップＳ５へ移行して、この湯量レベルの運転で湯過多になるかを判定する。この場合、図７に示すように、上記▲２▼の次の全量沸き上げ開始のときまで監視し、判定する。そして、この判定としては、上記のように、追い焚き運転開始の基準となる温度センサ１８ａよりも下方の温度センサ１８ｂの検出温度Ｔ２が、基準温度（例えば、４５℃）以上かを判定する。
【００３９】
このステップＳ５でＴ２が４５℃未満であれば、湯過多状態でないので、湯量レベル適正化制御そのものを終了する。また、ステップＳ５でＴ２が４５℃以上であれば、湯過多状態であるので、ステップＳ６へ移行する。このステップＳ６では、湯過多状態である日数（残湯日数）をカウントして、ステップＳ７でその残湯日数が中期判定日数（例えば、３日）を越えているかを判定する。残湯日数が中期判定日数を越えていなければ、ステップＳ４に戻り、残湯日数が中期判定日数を越えていれば、ステップＳ８へ移行して、湯量レベルを１レベル低下させる。すなわち、湯量レベルが大きく上昇して、湯過多状態が３日継続すれば、４日目に１レベル低下させた湯量レベルの運転を行うものである。これは、この湯量レベルの上昇の要因である昼間の追い焚き運転は、突発的なもの（来客等があって、２回以上浴槽に貯湯タンク３の湯を供給して通常の日よりも多く使用した）と考えられ、湯量レベルを下げることによって、適切な湯量としようとするものである。
【００４０】
上記において湯量レベルを下げた場合、その後は、図６のフローチャート図に示すように、次の全量沸き上げか否かをステップＳ９で判定する。そして、この湯量レベルでも、湯過多状態と成るかを判定する。すなわち、ステップＳ１０でＴ２が４５℃以上かを判定する。Ｔ２が４５℃未満であれば、湯過多状態でないので、この制御を終了する。ステップＳ１０で４５℃以上であれば、ステップＳ１１で示すように、１レベル低下させる。
【００４１】
次に、ステップＳ１２へ移行して、複数ＵＰ前のレベルに戻っているか否かの判定を行い、戻っていればこの処理を終了する。戻っていなければステップＳ９へ戻り、次回の全量沸き上げまで待機する。なお、この処理を終了するとは、処理開始状態、すなわち、この湯量レベル適正化制御の初期状態に戻すことである。
【００４２】
上記制御方法は次の図８のグラフ図になる。例えばレベル４で運転を行って、この選択された湯量レベルに応じた湯熱量を貯湯タンク３へと供給した場合に、昼間の予期せぬ使用によって追い焚き運転（１日に必要とする熱量を越える使用に対する不足分の追い焚き運転）を行って、次回の沸き上げ運転ではレベル７に上昇して、しかも、このレベルの運転では湯過多状態となって、この湯過多状態が３日継続したときに、１レベル低下させて、レベル６とする。そして、このレベルで、湯過多状態が解消されればこのレベル６を継続する。すなわち、この図８のＡ（レベル４→レベル７→レベル６→）となる。また、レベル６に低下させても湯過多状態が解消しなければ、さらに１レベル低下させて、レベル５とする。そして、このレベルで、湯過多状態が解消されればこのレベル５を継続する。すなわち、この図７のＢ（レベル４→レベル７→レベル６→レベル５→）となる。さらに、レベル５に低下させても湯過多状態が解消しなければ、さらに１レベル低下させて、レベル４とする。すなわち、この図８のＣ（レベル４→レベル７→レベル６→レベル５→レベル４→）となる。そして、このレベル４となれば、上昇する前のレベルに戻っているので、この処理を終了する。
【００４３】
ところで、湯量レベルが複数レベル分上昇していないとき、例えば、レベル４で運転を行って、次回の運転時おいてもレベル４である場合や、次回の運転時に１レベル分上昇してレベル５である場合等のときにも、湯過多状態であるか判定を行う。この場合、湯過多状態が上記中期判定日数（例えば、３日）を継続しても、基準判定日数（例えば、１週間）を越えるまでは１レベル低下させない。すなわち、湯量レベルが複数レベル分上昇していないときに、湯過多状態が１週間継続すれば、１レベル低下させることになる。これにより、短い判定日数でもって１レベル低下させることを回避して、湯切れの発生を防止することができる。
【００４４】
このように、この給湯装置においては、供給湯熱量に不足が生じたときには、次回の供給湯熱量をそれに応じて湯量レベルを上昇させるので、湯切れを回避（防止）することができる。また、供給湯熱量の過多状態が基準判定日数にわたって継続したときには、湯量レベルを１段階だけ低下させるので、湯過多状態が長期にわたることを防止することができる。さらに、湯量レベルが複数レベル分上昇したときには、上記基準判定日数よりも少ない中期判定日数にわたって湯過多状態が継続すれば、このレベル上昇がいわゆる突発的なものであると判定して、湯量レベルを１段階だけ低下させ、この湯過多を防止することができる。すなわち、湯切れを防止すると共に、湯が余る湯過多状態の長期の継続を回避して、無駄な運転を防止することができる。
【００４５】
これに対して、湯量レベルが複数レベル分上昇したときに、図９に示すフローチャート図に示すように、３日にわたって湯過多状態が継続すれば、元のレベルに戻せば、湯がなくなる湯切れを起こすおそれがあった。例えば、レベルアップ前の湯量レベルがレベル４であるときに、大量の湯が使用されて、次回の湯量レベルがレベル７に上昇して、さらに湯過多が上記所定日数（例えば、３日）継続すれば、元のレベル４に戻すことになる。しかしながら、適正な湯量レベルがレベル５やレベル６であれば、湯が不足する湯不足現象が生じることになる。
【００４６】
ところで、上記実施の形態では、貯湯タンク３に３個の温度センサ１８ａ、１８ｂ、１８ｃを設け、上位の温度センサ１８ａを加熱源からの供給湯熱量が不足すると判定するための追い焚き基準用の温度センサとすると共に、中間の温度センサ１８ｂを湯過多状態であると判定する過多判定用の温度センサとしているが、中間の温度センサ１８ｂを追い焚き基準用の温度センサとすると共に、下位の温度センサ１８ｃを過多判定用温度センサとしてもよい。また、上位の温度センサ１８ａを追い焚き基準用の温度センサとすると共に、中間の温度センサ１８ｂを過多判定用温度センサとする第１判定状態と、中間の温度センサ１８ｂを不足判定用温度センサとすると共に、下位の温度センサ１８ｃを過多判定用温度センサとする第２判定状態として、この第1判定状態と第２判定状態との選択を可能としてもよい。
【００４７】
実施の形態のように、上位の温度センサ１８ａと、中間の温度センサ１８ｂを使用した場合には、追い焚きの終了を貯湯タンクの上位で判定することになり、残湯量を減少できるので、湯加熱に要するランニングコストの低減が可能となる。また、中間の温度センサ１８ｂと、下位の温度センサ１８ｃを使用した場合には、湯切れの判定と貯湯タンクの中間部で判定することになり、湯切れ防止の信頼性が向上する。このため、第１・第２判定状態の選択を可能とすれば、ユーザは好みの状態に設定することができ、ユーザが希望する状態での運転が可能となる。
【００４８】
以上にこの発明の具体的な実施の形態について説明したが、この発明は上記形態に限定されるものではなく、この発明の範囲内で種々変更して実施することができる。例えば、基準判定日数として１週間に限るものではなく、中期判定日数よりも短い範囲において、１週間を越えても１週間以下であってもよい。また、中期判定日数も３日に限るものではなく、少なくとも２日以上であって、基準判定日数よりも短い範囲であればよい。さらに、短期日数としても、中期判定日数よりも短い日数であればよい。また、湯量レベルも上記表１に示すものに限らず、種々のレベルのものに設定でき、１０段階に限るものではない。また、追い焚き運転を開始する基準となるＴ１（又はＴ２）の温度、追い焚き運転を停止する基準となるＴ１（又はＴ２）の温度、及び湯過多状態の判定の基準となるＴ２（又はＴ３）の温度としても、もちろんユーザ等の好みや季節等に応じて変更することができる。なお、給湯装置として、上記実施の形態のように、ヒートポンプ式給湯装置をした場合、冷媒回路の冷媒として炭酸ガスを用いるのが好ましいが、その他、ジクロロジフルオロメタン（Ｒ−１２）やクロロジフルオロメタン（Ｒ−２２）のような冷媒であっても、オゾン層の破壊、環境汚染等の問題から、１，１，１，２−テトラフルオロエタン（Ｒ−１３４ａ）のような代替冷媒であってもよい。また、給湯装置としては、加熱源にて加熱される温湯を貯める貯湯タンクを有する限り、電気式給湯装置やガス式給湯装置であってもよい。
【００４９】
【発明の効果】
請求項１の給湯装置によれば、供給湯熱量に不足が生じたときには、次回の供給湯熱量をそれに応じて湯量レベルを上昇させるので、湯切れを回避（防止）することができる。これにより、ユーザは安心して貯湯タンクの湯を使用することができ、快適にすごすことができる。また、供給湯熱量の過多状態が基準判定日数にわたって継続したときには、湯量レベルを１段階だけ低下させるので、湯過多状態が長期にわたることを防止することができる。さらに、湯量レベルが複数レベル分上昇したときには、上記基準判定日数よりも少ない中期判定日数にわたって湯過多状態が継続すれば、このレベル上昇がいわゆる突発的なものであると判定することができ、湯量レベルを１段階だけ低下させ、この湯過多を防止することができる。これにより、湯過多状態が長期にわたるのを回避してランニングコストを低減することができる。
【００５０】
請求項２の給湯装置によれば、湯量レベルを早期に適正レベルとすることができる。これによって、過多状態の継続を防止することができ、ランニングコストの低減を確実に達成できる。
【００５１】
請求項３の給湯装置によれば、追い焚きによって湯切れを防止することができ、また、追い焚き時に余分な湯を沸かすおそれがなくなる。さらに、供給湯熱量の不足分をこの追い焚き運転時間から把握して、次回の湯量レベルを選定することができ、この選定した湯量レベルが最適となる。このように、沸き上げる湯量を適切な量とすることができ、給湯装置として無駄のない運転を行うことができる。
【００５２】
請求項４の給湯装置によれば、湯過多状態の判定を高精度に行うことができ、湯過多状態となるのを確実に回避することができる。
【００５３】
請求項５の給湯装置によれば、湯過多状態を長期にわたって継続することがなくなり、ランニングコストが嵩むのを防止できる。また、この中期判定日数は少なくとも２日であるので、突発的な使用によるレベルアップか否かの判定を行うことができ、設定される湯量レベルの信頼性が向上して、湯過多状態となる日数を確実に減少させることができる。さらに、短期判定日数が１日であるので、湯過多状態の収束を短期で行うことが可能で無駄な運転を短期に終了することができる。
【００５４】
請求項６の給湯装置によれば、前のレベルに戻った後に、この湯量レベル適正化制御が続けられて、さらに１段階下げることを防止することができる。これによって、湯切状態となるのを防止して、ユーザは貯湯タンクに湯を安心して使用することができる。
【００５５】
請求項７の給湯装置によれば、第１判定状態にてランニングコストの低減を図ることができ、また、第２判定状態にて、湯切れを安定して防止することができる。しかも、この第１・第２判定状態を選択できるので、ユーザは好みの状態に設定することができ、ユーザが希望する状態での運転が可能となり、給湯装置として使い勝手のよい装置となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の給湯装置の実施形態を示す簡略図である。
【図２】上記給湯装置の制御部に入力されるデータを示す簡略ブロック図である。
【図３】上記給湯装置の制御部の簡略ブロック図である。
【図４】上記給湯装置の追い焚き運転を示すフローチャート図である。
【図５】上記給湯装置の湯量レベル適正化制御を示すフローチャート図である。
【図６】上記給湯装置の湯量レベル適正化制御を示すフローチャート図である。
【図７】全量沸き上げを行う時間帯を示すタイムチャート図である。
【図８】上記給湯装置の湯量レベル適正化制御時の湯量レベルを示すグラフ図である。
【図９】湯量レベル適正化制御を使用しない場合の運転フローチャート図である。
【図１０】従来の給湯装置の簡略図である。
【符号の説明】
３貯湯タンク
１８ａ温度センサ
１８ｂ温度センサ
１８ｃ温度センサ

Claims

貯湯タンク（３）と、加熱源とを備えた給湯装置において、１日の必要湯熱量に応じて複数の階級の湯量レベルを定めておき、上記加熱源は、選択された湯量レベルに応じた湯熱量を上記貯湯タンク（３）へと供給すべく作動し、上記による供給湯熱量に不足が生じたときには、次回の供給湯熱量をそれに応じて上記湯量レベルを上昇させ、また、供給湯熱量の過多状態が基準判定日数にわたって継続したときには、湯量レベルを１段階だけ低下させるように構成した給湯装置であって、上記湯量レベルが複数レベル分上昇したときには、上記基準判定日数よりも少ない中期判定日数にわたって湯過多状態が継続すれば、湯量レベルを１段階だけ低下させる湯量レベル適正化制御を行うことを特徴とする給湯装置。
上記湯量レベル適正化制御は、上記湯量レベルを１段階だけ低下させた後、上記中期判定日数よりも少し短い短期判定日数だけ湯過多状態が継続すれば、上記湯量レベルをさらに１段階だけ低下させる制御を含むことを特徴とする請求項１の給湯装置。
上記貯湯タンク（３）の頂部側に追い焚き基準用の温度センサ（１８ａ）を設け、この温度センサ（１８ａ）の検出温度が低温側基準温度以下になったときに、上記供給湯熱量が不足すると判定して、上記加熱源を作動させて貯湯タンク（３）へと加熱湯を供給する追い焚き運転を行い、上記検出温度が高温側基準温度以上になったときに、加熱源の作動を停止してこの追い焚き運転を終了するように構成し、上記供給湯熱量の不足分をこの追い焚き運転時間から把握して上記湯量レベルを上昇させることを特徴とする請求項１又は請求項２の給湯装置。
上記追い焚き基準用の温度センサ（１８ａ）よりも下方位置に過多判定用の温度センサ（１８ｂ）を設け、この過多判定用の温度センサ（１８ｂ）の検出湯温が基準温度以上であるときに湯過多状態であると判定することを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれかの給湯装置。
上記基準判定日数が１週間であり、上記中期判定日数が少なくとも２日であり、上記短期判定日数が１日であることを特徴とする請求項１〜請求項４のいずれかの給湯装置。
湯量レベルが上昇する前のレベルに戻ったときに、上記湯量レベル適正化制御を初期状態に戻すことを特徴とする請求項１〜請求項５のいずれかの給湯装置。
貯湯タンク（３）と、加熱源とを備えた給湯装置において、１日の必要湯熱量に応じて複数の階級の湯量レベルを定めておき、上記加熱源は、選択された湯量レベルに応じた湯熱量を上記貯湯タンク（３）へと供給すべく作動し、上記貯湯タンク（３）に追い焚き基準用の温度センサ（１８ａ）を設け、この温度センサ（１８ａ）の検出温度が低温側基準温度以下になったときに、上記供給湯熱量が不足すると判定して、上記加熱源を作動させて貯湯タンク（３2）へと加熱湯を供給する追い焚き運転を行うと共に、以後の供給湯熱量に応じて上記湯量レベルを上昇させ、また、上記追い焚き基準用の温度センサ（１８ａ）よりも下方位置に過多判定用の温度センサ（１８ｂ）を設け、この過多判定用の温度センサ（１８ｂ）の検出湯温が基準温度以上であるときに湯過多状態であると判定して、湯量レベルを低下させるように構成した給湯装置であって、上記貯湯タンク（３）に少なくとも３個の温度センサ（１８ａ、１８ｂ、１８ｃ）を高さ位置を相違させて配置し、上位のセンサ（１８ａ）を追い焚き基準用の温度センサとすると共に、中間のセンサ（１８ｂ）を過多判定用の温度センサとする第１判定状態と、中間のセンサ（１８ｂ）を追い焚き基準用の温度センサとすると共に、下位のセンサ（１８ｃ）を過多判定用の温度センサとする第２判定状態との選択を可能としたことを特徴とする給湯装置。