JP3979909B2 - 貯湯式の給湯装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、上部に給湯路が接続されかつ下部に給水路が接続され、温度成層を形成する状態で貯湯される貯湯タンクと、その貯湯タンクの底部から取り出した湯水を加熱手段にて加熱したのち、その湯水を前記貯湯タンクの上部に供給する形態で湯水を循環させる湯水循環手段と、給湯運転を制御する給湯制御手段とが設けられ、前記給湯制御手段が、前記貯湯タンクから取り出した湯水を前記給湯路に供給する通常給湯状態と、前記加熱手段にて加熱された湯水を前記給湯路に供給する補助給湯状態とに切換可能に構成され、かつ、前記貯湯タンク内の貯湯量が最低確保量より多い場合には、前記通常給湯状態に切り換え、かつ、前記貯湯タンク内の貯湯量が最低確保量より少ない場合には、前記補助給湯状態に切り換えるように構成されている貯湯式の給湯装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
上記のような貯湯式の給湯装置は、湯水循環手段を作動させることにより、温度成層を形成する状態で貯湯タンク内に湯水を貯湯し、給湯制御手段が、貯湯タンク内の貯湯量が最低確保量よりも多い場合には、通常給湯状態に切り換えて、貯湯タンク内に貯湯された湯水を給湯し、貯湯タンク内の貯湯量が最低確保量よりも少ない場合には、補助給湯状態に切り換えて、加熱手段にて加熱された湯水を給湯するようにしてある（例えば、特許文献１参照）。
そして、従来の貯湯式の給湯装置では、給湯開始時の貯湯タンク内の貯湯量が最低確保量よりも多い場合には、通常給湯状態で給湯を開始して、貯湯タンク内に貯湯されている湯水を給湯し、その給湯中に貯湯タンク内の貯湯量が最低確保量よりも少なくなると、補助給湯状態に切り換えて、加熱手段にて加熱された湯水を給湯し、給湯開始時の貯湯タンク内の貯湯量が最低確保量よりも少ない場合には、補助給湯状態で給湯を開始して、加熱手段にて加熱された湯水を給湯するようにしている。
【０００３】
【特許文献１】
特公平２−５６５７５号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
このため、貯湯タンク内の貯湯量が最低確保量よりも少ない場合の補助給湯状態での給湯開始時には、加熱手段にて加熱された湯水の温度や流量が、加熱手段の加熱開始時の過渡特性、つまり、立ち上がりの悪さに起因して不安定で、例えば、シャワーを快適に使用できないなど、使用者に不快感を与えるおそれがある。
本発明は上記実情に鑑みてなされたものであって、貯湯タンク内の貯湯量が最低確保量よりも少ない場合の補助給湯状態での給湯開始時でも、使用者に不快感を与えるおそれが少ない貯湯式の給湯装置を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
請求項１記載の発明の特徴構成は、上部に給湯路が接続されかつ下部に給水路が接続され、温度成層を形成する状態で貯湯される貯湯タンクと、その貯湯タンクの底部から取り出した湯水を加熱手段にて加熱したのち、その湯水を前記貯湯タンクの上部に供給する形態で湯水を循環させる湯水循環手段と、給湯運転を制御する給湯制御手段とが設けられ、
前記給湯制御手段が、前記貯湯タンクから取り出した湯水を前記給湯路に供給する通常給湯状態と、前記加熱手段にて加熱された湯水を前記給湯路に供給する補助給湯状態とに切換可能に構成され、かつ、前記貯湯タンク内の貯湯量が最低確保量より多い場合には、前記通常給湯状態に切り換え、かつ、前記貯湯タンク内の貯湯量が最低確保量より少ない場合には、前記補助給湯状態に切り換えるように構成されている貯湯式の給湯装置であって、
前記給湯制御手段が、前記補助給湯状態での給湯を終了するときに、前記加熱手段にて加熱された湯水を設定量で前記貯湯タンクに貯湯する補助貯湯処理を実行し、前記補助貯湯処理を実行した後の次回の前記補助給湯状態での給湯では、前記貯湯タンクから前記補助貯湯処理にて貯湯した湯水を取り出して前記給湯路に供給する補助給湯処理を実行した後、前記補助給湯状態に切り換えるように構成されている点にある。
【０００６】
〔作用及び効果〕
給湯開始時の通常給湯状態から補助給湯状態に切り換えて給湯していたり、給湯開始時から補助給湯状態で給湯しているときは、貯湯タンク内の貯湯量が最低確保量よりも少なくなっているが、その補助給湯状態での給湯を終了するときには、給湯制御手段が、加熱手段にて加熱された湯水を設定量で貯湯タンクに貯湯する補助貯湯処理を実行するので、次回の補助給湯状態での給湯開始時に、その補助貯湯処理で貯湯した湯水を使用して給湯を開始できるようになる。
そして、補助貯湯処理を実行した後の次回の補助給湯状態での給湯開始時には、貯湯タンクから補助貯湯処理にて貯湯した湯水を取り出して給湯路に供給する補助給湯処理を実行した後、補助給湯状態に切り換えて、加熱手段にて加熱された湯水を給湯するように構成されているので、補助給湯状態での給湯開始時に、貯湯タンクから取り出した補助貯湯処理にて貯湯した湯水を使用して、加熱開始時の立ち上がりの悪さに起因して温度や流量が不安定な加熱手段にて加熱された湯水による悪影響を改善することができる。
従って、貯湯タンク内の貯湯量が最低確保量よりも少ない場合の補助給湯状態での給湯開始時でも、使用者に不快感を与えるおそれが少ない。
【０００７】
請求項２記載の発明の特徴構成は、前記湯水循環手段が、前記加熱手段にて加熱された湯水を、前記貯湯タンクの上部に供給せずに、その加熱手段に戻す形態で循環させる補助給湯用循環状態に切り換え自在に設けられ、前記給湯制御手段が、前記補助給湯処理として、前記貯湯タンクから取り出した湯水を前記給湯路に供給し、且つ、前記湯水循環手段を前記補助給湯用循環状態で運転することを実行するように構成され、前記加熱手段にて加熱した湯水が目標給湯温度以上になると、前記補助給湯状態に切り換えるように構成されている点にある。
【０００８】
〔作用及び効果〕
給湯制御手段が、補助給湯処理として、貯湯タンクから取り出した湯水を給湯路に供給し、且つ、湯水循環手段を、加熱手段にて加熱された湯水を、貯湯タンクの上部に供給せずに、その加熱手段に戻す形態で循環させる補助給湯用循環状態で運転することを実行するので、補助給湯状態での給湯開始時に、加熱開始時の立ち上がりの悪さに起因して温度や流量が不安定な加熱手段にて加熱された湯水を使用せずに、前回の補助貯湯処理で貯湯タンクに貯湯してある温度が安定している湯水を安定した流量で給湯路に供給して給湯することができる。
そして、加熱手段にて加熱した湯水が目標給湯温度以上になると、補助給湯状態に切り換えるので、加熱手段にて加熱された温度や流量が安定な湯水をタイミング良く給湯路に供給して給湯することができる。
【０００９】
請求項３記載の発明の特徴構成は、前記給湯制御手段が、前記補助給湯処理として、前記貯湯タンクから取り出した湯水と前記加熱手段にて加熱した湯水とを混合状態で前記給湯路に供給することを実行するように構成され、前記加熱手段にて加熱した湯水が目標給湯温度以上になると、前記補助給湯状態に切り換えるように構成されている点にある。
【００１０】
〔作用及び効果〕
給湯制御手段が、補助給湯処理として、貯湯タンクから取り出した湯水と加熱手段にて加熱した湯水とを混合状態で給湯路に供給することを実行するので、補助給湯状態での給湯開始時に、加熱手段の立ち上がりの悪さに起因して温度や流量が不安定な湯水に、前回の補助貯湯処理で貯湯タンクに貯湯してある温度が安定している湯水を混合して、温度や流量を安定させた湯水を給湯路に供給して給湯することができる。
そして、加熱手段にて加熱した湯水が目標給湯温度以上になると、補助給湯状態に切り換えるので、加熱手段にて加熱された温度や流量が安定な湯水をタイミング良く給湯路に供給して給湯することができる。
【００１１】
請求項４記載の発明の特徴構成は、前記給湯制御手段が、前記補助貯湯処理において、前記加熱手段にて加熱した湯水の前記貯湯タンクへの流量を積算した積算流量が前記設定量になると、その補助貯湯処理を終了するように構成されている点にある。
【００１２】
〔作用及び効果〕
給湯制御手段が、補助貯湯処理において、加熱手段にて加熱した湯水の貯湯タンクへの流量を積算して、その積算流量が設定量になると、補助貯湯処理を終了するので、貯湯タンク内の特定高さにおける湯水の温度を検出する温度センサを設けて、その温度センサが特定温度を検出すると、補助貯湯処理を終了するように構成されている場合に比べて、貯湯タンクの構造の簡略化を図ることができるとともに、貯湯するべき湯水の設定量を変更することも容易になる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
本発明にかかる貯湯式の給湯装置をエンジンヒートポンプ式冷暖房給湯システムに適応した例を図面に基づいて説明する。
〔第１実施形態〕
このエンジンヒートポンプ式冷暖房給湯システムは、図１および図２に示すように、貯湯タンク１内に温度成層を形成しながら貯湯したり、貯湯タンク１内に貯湯された湯水を給湯したり、貯湯タンク１内の湯水を加熱して外部放熱部２にて放熱する貯湯ユニットＡと、空調対象空間の空調運転と貯湯タンク１内の湯水を加熱するための加熱運転を実行可能な熱源手段としてのエンジンヒートポンプ式冷暖房装置Ｂとから構成されている。
【００１４】
前記貯湯ユニットＡは、この貯湯ユニットＡの運転を制御する貯湯ユニット制御部Ｃ、貯湯タンク１、貯湯タンク１内の湯水を循環するための循環路３、循環路３を通流する湯水を加熱する加熱部（加熱手段）４、循環路３を通流する湯水と熱交換して放熱する外部放熱部２などから構成され、循環ポンプＰ１を作動させて貯湯タンク１内の湯水を循環路３にて循環しながら、加熱部４にて加熱したり、外部放熱部２にて放熱するようにしている。
【００１５】
前記貯湯タンク１内には、その貯湯量Ｑ１が最低確保量Ｑ２以上であるかを、その湯温を検出することにより検出する最上部サーミスタＳ１と、その貯湯量Ｑ１が満以上であるかを、その湯温を検出することにより検出する底部サーミスタＳ５と、最上部サーミスタＳ１と底部サーミスタＳ５との中間位置で湯温を検出することにより、対応する貯湯量Ｑ１を検出する３個のサーミスタＳ２，Ｓ３，Ｓ４とが設けられている。
【００１６】
前記貯湯タンク１には、その底部から貯湯タンク１に水道水圧を用いて給水する給水路５が接続され、その上部から風呂場や台所などに給湯するための給湯路６が接続され、風呂場や台所などで使用された量だけの水を給水路５から貯湯タンク１に給水するように構成されている。
前記給湯路６には、給水路５から分岐された混合用給水路７が接続され、その接続箇所に給湯路６からの湯水と混合用給水路７からの水との混合比を調整自在なミキシングバルブ８が設けられている。
前記給水路５における混合用給水路７の分岐箇所よりも上流側には、給水温度を検出する給水サーミスタ９が設けられ、給湯路６には、オーバーフロー路１０が接続され、そのオーバーフロー路１０にエアー抜き弁１１が設けられている。
【００１７】
また、給湯路６におけるミキシングバルブ８よりも上流側には、貯湯タンク１の上部から給湯路６に給湯された湯水の温度を検出する貯湯出口サーミスタ１２が設けられ、給湯路６におけるミキシングバルブ８よりも下流側には、給湯路６の湯水の流量を調整する給湯用水比例バルブ１３、ミキシングバルブ８にて混合された湯水の温度を検出するミキシングサーミスタ１４が設けられている。
【００１８】
前記ミキシングサーミスタ１４よりも下流側の給湯路６が、台所や洗面所などの図外の給湯栓やシャワーに給湯する一般給湯路１５として設けられ、一般給湯路１５には、一般給湯路１５を通流する湯水の流量を検出する給湯流量センサ１６が設けられている。
【００１９】
給湯操作手段Ｇが、貯湯出口サーミスタ１２、給水サーミスタ９、ミキシングバルブ８、ミキシングサーミスタ１４、給湯用水比例バルブ１３、給湯流量センサ１６などにより構成されている。
そして、一般給湯路１５に給湯するときには、給湯設定温度、貯湯出口サーミスタ１２および給水サーミスタ９の検出情報に基づいて、給湯する湯水の温度が目標給湯温度になるようにミキシングバルブ８の開度を調整するとともに、ミキシングサーミスタ１４の検出情報に基づいて、その検出温度と目標給湯温度との偏差に基づいてミキシングバルブ８の開度を微調整することにより、給湯設定温度の湯水を給湯するように構成されている。
【００２０】
前記循環路３と貯湯タンク１とが、循環路３を通流する湯水を貯湯タンク１内に戻す、または、貯湯タンク１内の湯水を循環路３に取り出すために、貯湯タンク１の上部には、循環路３と貯湯タンク１とを接続する上部接続路１７が給湯路６の上流側を介して連通接続され、貯湯タンク１の底部には、貯湯タンク１内の底部の湯水を循環路３に取り出す取り出し路１８が連通接続され、上部接続路１７には、上部開閉弁１９が設けられ、取り出し路１８には、貯湯タンク１の底部から取り出した湯水の温度を検出する取り出しサーミスタ２０が設けられている。
【００２１】
前記加熱部４は、エンジンヒートポンプ式冷暖房装置Ｂによる冷媒を供給して湯水を加熱するヒートポンプ式加熱部２１と、エンジンヒートポンプ式冷暖房装置Ｂのエンジン排熱を回収した冷却水を供給して湯水を加熱するエンジン排熱利用式加熱部２２と、バーナの燃焼により湯水を加熱する補助加熱部２３とから構成され、循環路３の湯水の循環方向において上流側から、ヒートポンプ式加熱部２１、エンジン排熱利用式加熱部２２、補助加熱部２３の順に設けられている。
【００２２】
前記補助加熱部２３は、図示はしないが、ガス燃焼式のバーナおよびこのバーナに燃焼用空気を供給するファンなどが設けられ、バーナの燃焼により循環路３を通流する湯水を加熱し、ファンの回転速度およびバーナへの燃料ガス供給量を調整して、補助加熱部２３にて加熱後の湯水の温度を調整するように構成されている。
【００２３】
前記外部放熱部２は、循環路３を通流する湯水と暖房用の熱媒としての温水とを熱交換する暖房用放熱部２４と、循環路３を通流する湯水と浴槽内の湯水とを熱交換して追焚きする風呂用放熱部２５とから構成され、循環路３が、暖房用放熱部２４と暖房用開閉弁２６とを備えた暖房用循環路３ａと、風呂用放熱部２５と風呂用開閉弁２７とを備えた風呂用循環路３ｂとに分岐され、暖房用放熱部２４と風呂用放熱部２５とが並列に接続されている。
【００２４】
前記循環路３には、取り出し路１８との接続箇所から湯水循環方向に、ヒートポンプ式加熱部用入口サーミスタ２８、循環流量センサ２９、循環ポンプＰ１、ヒートポンプ式加熱部２１、エンジン排熱利用式加熱部２２、排熱利用式加熱部出口サーミスタ３０、循環流量調整弁３１、補助加熱部２３、加熱温度サーミスタ３２が設けられている。
【００２５】
循環調整手段Ｆが、排熱利用式加熱部出口サーミスタ３０、循環流量センサ２９、循環流量調整弁３１、加熱温度サーミスタ３２などにより構成され、循環流量調整弁３１の開度を調整して、加熱部４にて加熱された湯水の温度を調整自在に構成されている。
【００２６】
加熱式循環手段としての湯水循環手段Ｅが、循環路３、循環ポンプＰ１、および、上部開閉弁１９、暖房用開閉弁２６、風呂用開閉弁２７などの複数の開閉弁により構成され、貯湯タンク１の底部から取り出し路１８を通して循環路３に取り出した湯水を、加熱部４にて加熱したのち、その湯水を上部接続路１７を通して貯湯タンク１の上部に供給する形態で湯水を循環させる貯湯循環状態と、加熱部４にて加熱された湯水を、貯湯タンク１の上部に供給せずに、暖房用循環路３ａ又は風呂用循環路３ｂ又はその双方の循環路３ａ，３ｂに通して、貯湯タンク１を迂回して加熱部４に戻す形態で循環させる加熱循環状態とに切り換え自在に構成されている。
【００２７】
そして、循環ポンプＰ１を作動させた状態で、上部開閉弁１９を開弁するとともに、暖房用開閉弁２６と風呂用開閉弁２７とを閉弁することにより、湯水循環手段Ｅを貯湯循環状態に切り換え、循環ポンプＰ１を作動させた状態で、上部開閉弁１９を閉弁するとともに、暖房用開閉弁２６又は風呂用開閉弁２７又は双方の開閉弁２６，２７を開弁することにより、湯水循環手段Ｅを加熱循環状態に切り換えるようにしてある。
【００２８】
前記エンジンヒートポンプ式冷暖房装置Ｂは、複数の室内機３３、室外機３４、室内機３３および室外機３４の運転を制御するヒートポンプ運転制御部Ｄとから構成され、複数の空調対象空間（例えば、各部屋）を空調することができるように構成されている。
また、室内機３３と室外機３４と貯湯ユニットＡにおけるヒートポンプ式加熱部２１とは、冷媒配管３５で接続され、エンジンヒートポンプ式冷暖房装置Ｂにおける冷媒をヒートポンプ式加熱部２１に供給できるように構成されている。
【００２９】
前記複数の室内機３３の夫々には、電子膨張弁３６、室内熱交換器３７、その室内熱交換器３７で温調した空気を空調対象空間へ送出する室内空調用送風機３８が備えられ、室内熱交換器３７にて凝縮された冷媒の温度を検出する冷媒サーミスタ３９の検出情報に基づいて、電子膨張弁３６の開度を調整するようにしている。
前記室外機３４には、ガスエンジン４０、圧縮機４１、アキュムレータ４２、四方弁４３、室外熱交換器４４、その室外熱交換器に対し外気を通風する室外空調用送風機４５が備えられ、ガスエンジン４０の排熱を外部に放熱するためのラジエーター４６、および、ラジエーター用送風機４７も備えられている。
ヒートポンプ運転手段Ｋが、電子膨張弁３６、ＨＰ加熱用電子膨張弁３６ａ、室内空調用送風機３８、ガスエンジン４０、回転速度センサ４０ａ、圧縮機４１、四方弁４３、室外空調用送風機４５、低圧検出手段４８、および、高圧検出手段４９などにより構成されている。
【００３０】
また、ガスエンジン７７の冷却用の冷却水をラジエーター８３との間で循環させる冷却水路５０が設けられ、この冷却水路５０にラジエーター用ポンプＰ２が設けられ、ガスエンジン排熱を回収した冷却水を、加熱供給路５１を通してエンジン排熱利用式加熱部２２に供給する加熱状態とラジエーター４６に供給して排熱される排熱状態とに切り換え自在な排熱切換機構５２が設けられている。
冷却水循環手段Ｌが、ラジエーター用ポンプＰ２、排熱切換機構５２、ラジエーター用送風機４７などにより構成されている。
【００３１】
そして、エンジンヒートポンプ式冷暖房装置Ｂは、空調リモコンＲ１の指令などに基づいてヒートポンプ運転制御部Ｄにて運転が制御され、ガスエンジン４０により圧縮機４１を作動させて、四方弁４３の切換え操作により冷房運転と暖房運転とを選択自在に構成され、室内機３３の電子膨張弁３６の開閉制御により、空調要求のある部屋の空調を行うように構成されている。
また、ヒートポンプ式加熱部２１にて循環路３の湯水を加熱するときには、暖房運転させるとともに、ＨＰ加熱用電子膨張弁３６ａを制御して、ヒートポンプ式加熱部２１に冷媒を供給するように構成されている。
【００３２】
前記冷房運転においては、図２の実線で示すように、冷媒を流動させて、室内熱交換器３７を蒸発器として機能させて、空調対象空間への供給空気を冷却温調し、室外熱交換器４４を凝縮器として機能させて外気に対して放熱するようにしている。
この冷房運転では、低圧側の冷媒の圧力を検出する低圧検出手段４８の検出情報に基づいて、その検出圧力が冷房用の目標圧力になるようにガスエンジン４０の回転速度を検出する回転速度センサ４０ａの検出情報に基づいてガスエンジン４０の回転速度を制御するようにしている。
【００３３】
前記暖房運転においては、図２の点線で示すように、冷媒を流動させて、室内熱交換器３７を凝縮器として機能させて、空調対象空間への供給空気を加熱温調し、室外熱交換器４４を蒸発器として機能させて外気から吸熱するようにしている。
この暖房運転では、高圧側の冷媒の圧力を検出する高圧検出手段４９の検出情報に基づいて、その検出圧力が暖房用の目標圧力になるように回転速度センサ４０ａの検出情報に基づいてガスエンジン４０の回転速度を制御するようにしている。
そして、この暖房運転において、ＨＰ加熱用電子膨張弁３６ａを開弁状態にして、冷媒配管３５を通してヒートポンプ式加熱部２１に高圧冷媒を供給することにより循環路３を通流する湯水を加熱するようにしている。
【００３４】
また、冷房運転および暖房運転において、排熱切換機構５２を加熱状態に切り換えることによって、エンジン排熱利用式加熱部２２に冷却水を供給することにより循環路３を通流する湯水を加熱するようにしている。
【００３５】
前記貯湯ユニット制御部Ｃとヒートポンプ運転制御部Ｄとは、図３に示すように、エンジンヒートポンプ式冷暖房装置Ｂが空調運転中であることや、エンジンヒートポンプ式冷暖房装置Ｂへの駆動要求などの制御信号を送受信可能に構成にされ、貯湯ユニット制御部Ｃとヒートポンプ運転制御部Ｄとにより運転制御手段Ｕが構成されている。
前記ヒートポンプ運転制御部Ｄは、空調対象空間としての各部屋に設置されている空調リモコンＲ１の指令および貯湯ユニット制御部Ｃからの制御信号に基づいて、ヒートポンプ運転手段Ｋおよび冷却水循環手段Ｌの夫々の運転を制御して、空調対象空間への冷房運転や暖房運転などの空調運転を実行するように構成されている。
前記貯湯ユニット制御部Ｃは、貯湯リモコンＲ２の指令およびヒートポンプ運転制御部Ｄからの制御信号に基づいて、湯水循環手段Ｅ、循環調整手段Ｆ、給湯操作手段Ｇ、風呂操作手段Ｈ、暖房操作手段Ｊ、補助加熱部２３の夫々の運転を制御して、貯湯タンク１内に湯水を貯湯する貯湯運転、湯水を給湯路６に供給する給湯運転、外部放熱部２にて放熱する放熱運転などの夫々の運転を実行するように構成されている。
【００３６】
以下、各運転について説明を加える。
前記冷房運転について説明すると、ヒートポンプ運転制御部Ｄは、空調リモコンＲ１から冷房要求があると、冷房要求がある部屋に相当する電子膨張弁３６を開状態にして、室内熱交換器３７を蒸発器として機能させて、空調対象空間への供給空気を冷却温調し、室外熱交換器４４を凝縮器として機能させて外気に対して放熱させるように、ヒートポンプ運転手段Ｋを制御するようにしている。
そして、ヒートポンプ運転制御部Ｄは、ラジエーター用ポンプＰ２を作動させ、ラジエーター用送風機４７を作動させラジエーター４６にて放熱させ、冷却水路５０を通流する冷却水が加熱用設定温度以上になると、排熱切換機構５２を加熱状態に切り換えて、冷却水をエンジン排熱利用式加熱部２２に供給するように、冷却水循環手段Ｌの運転を制御するようにしている。
また、ヒートポンプ運転制御部Ｄは、冷房運転中に、貯湯ユニット制御部Ｃに対して、ＨＰ加熱不許可の制御信号を送信するようにしている。
【００３７】
前記暖房運転について説明をすると、ヒートポンプ運転制御部Ｄは、空調リモコンＲ１から暖房要求があると、暖房要求がある部屋に相当する電子膨張弁３６を開状態にして、室内熱交換器３７を凝縮器として機能させて、空調対象空間への供給空気を加熱温調し、室外熱交換器４４を蒸発器として機能させて外気から吸熱させるように、ヒートポンプ運転手段Ｋを制御するようにしている。
そして、ヒートポンプ運転制御部Ｄは、ラジエーター用ポンプＰ２を作動させ、ラジエーター用送風機４７を作動させラジエーター４６にて放熱させ、冷却水路５０を通流する冷却水が加熱用設定温度以上になると、排熱切換機構５２を加熱状態に切り換えて、冷却水をエンジン排熱利用式加熱部２２に供給するように、冷却水循環手段Ｌの運転を制御するようにしている。
【００３８】
また、ヒートポンプ運転制御部Ｄは、例えば、暖房対象が複数の部屋であるなど、暖房負荷が設定暖房負荷以上の暖房運転、および、立ち上げ用の暖房運転中であるときには、貯湯ユニット制御部Ｃに対して、ＨＰ加熱不許可の制御信号を送信し、例えば、暖房対象がひとつの部屋であるなど、暖房負荷が設定暖房負荷未満の暖房運転のときには、貯湯ユニット制御部Ｃに対して、ＨＰ加熱許可の制御信号を送信するようにしている。
【００３９】
ちなみに、ヒートポンプ運転制御部Ｄは、暖房要求がないときに、貯湯ユニット制御部Ｃから暖房運転を要求する制御信号を受信すると、ＨＰ加熱用電子膨張弁３６ａを開弁状態にして、冷媒配管３５を通してヒートポンプ式加熱部２１に高圧冷媒を供給させる状態で、暖房運転を実行するように構成されている。
【００４０】
上述の冷房運転および暖房運転の空調運転において、ヒートポンプ運転制御部Ｄは、エンジンヒートポンプ式冷暖房装置Ｂの運転状況が、貯湯用設定時間以上連続して運転することができる状況であるか否かを判別して、エンジンヒートポンプ式冷暖房装置Ｂの運転状況が貯湯用設定時間以上連続して運転することが予測できる状況であるときには、貯湯ユニット制御部Ｃに対して、不要熱用の貯湯運転を要求し、湯水循環手段Ｅを運転させて不要熱用の貯湯運転を実行し、かつ、エンジンヒートポンプ式冷暖房装置Ｂの運転状況が貯湯用設定時間以上連続して運転することが予測できる状況でないときには、湯水循環手段Ｅによる不要熱用の貯湯運転の実行を禁止するように構成されている。
【００４１】
説明を加えると、ヒートポンプ運転制御部Ｄは、エンジンヒートポンプ式冷暖房装置Ｂの運転状況が、貯湯用設定時間以上連続して運転することができる状況であるか否かを判別する判別処理を実行し、その判別処理において、エンジンヒートポンプ式冷暖房装置Ｂの運転状況が貯湯用設定時間以上連続して運転することが予測できる状況であると判別したときのみ、不要熱用空調運転を実行するとともに、貯湯ユニット制御部Ｃに対して、不要熱用の貯湯運転を要求する制御信号を送信するようにしている。
【００４２】
前記判別処理について説明を加えると、ヒートポンプ運転制御部Ｄは、エンジンヒートポンプ式冷暖房装置Ｂが空調運転を可否判別用設定時間（例えば、１０分）以上経過して運転していると、エンジンヒートポンプ式冷暖房装置Ｂの運転状況が、貯湯用設定時間以上連続して運転することができる状況であると判別するとともに、エンジンヒートポンプ式冷暖房装置Ｂが貯湯用設定時間以上連続して運転することが予測できるとして設定された貯湯用時間帯にも、エンジンヒートポンプ式冷暖房装置Ｂの運転状況が、貯湯用設定時間以上連続して運転することができる状況であると判別するように構成されている。
【００４３】
前記貯湯用時間帯の設定について説明を加えると、ヒートポンプ運転制御手段Ｄが、空調リモコンＲ１などにて人為的に設定された時間帯を貯湯用時間帯として設定するとともに、空調運転を実行した実行頻度の多い時間帯を貯湯用時間帯として学習機能により自動的に設定するように構成されている。
前記学習機能について説明を加えると、例えば、１日を基準周期とし、その１日を設定時間幅（例えば、１時間）ごとに複数の基準時間帯に区分けして、基準周期ごとに、各基準時間帯について、実際に暖房運転および冷房運転の空調運転を実行したか否かを記憶し、複数日（例えば、３日）連続して空調運転を実行している基準時間帯を貯湯用時間帯として設定するように構成されている。
【００４４】
前記エンジンヒートポンプ式冷暖房装置Ｂにおける不要熱用空調運転について説明を加えると、前記ヒートポンプ運転制御部Ｄは、不要熱用空調運転として、冷房要求があるときには、ガスエンジン４０の排熱を貯湯ユニットＡに供給しながら、空調対象空間を冷房する不要熱用冷房運転を実行し、暖房要求があるときには、ガスエンジン４０の排熱およびエンジンヒートポンプ式冷暖房装置Ｂの冷媒を貯湯ユニットＡに供給しながら、空調対象空間を暖房する不要熱用暖房運転を実行するように構成されている。
【００４５】
前記不要熱用冷房運転において、ヒートポンプ運転制御部Ｄは、上述の冷房運転を実行するとともに、貯湯ユニット制御部Ｃに対して、不要熱用の貯湯運転を要求する制御信号を送信するようにしている
前記不要熱用暖房運転において、ヒートポンプ運転制御部Ｄは、上述の暖房運転を実行するとともに、貯湯ユニット制御部Ｃに対して、不要熱用の貯湯運転を要求する制御信号を送信し、暖房負荷が設定暖房負荷未満の暖房運転であると、ＨＰ加熱用電子膨張弁３６ａを開弁状態にして、冷媒配管３５を通してヒートポンプ式加熱部２１に高圧冷媒を供給させるようにしている。
【００４６】
前記貯湯運転について説明すると、貯湯ユニット制御部Ｃは、ヒートポンプ運転制御部Ｄから不要熱用の貯湯運転を要求する制御信号を受信していると、貯湯リモコンＲ２による貯湯要求の有無にかかわらず、湯水循環手段Ｅを貯湯循環状態で運転させるとともに、加熱温度サーミスタ３２による検出温度が貯湯設定温度（例えば、８０℃）になるように循環調整手段Ｆを制御するようにしている。このようにして、貯湯ユニット制御部Ｃは、エンジンヒートポンプ式冷暖房装置Ｂの運転状況が、貯湯用設定時間以上連続して運転することができる状況であるときには、湯水循環手段Ｅを運転させて、エンジンヒートポンプ式冷暖房装置Ｂの不要熱にて貯湯タンク１に貯湯するようにしている。
【００４７】
また、貯湯運転において、貯湯ユニット制御部Ｃは、貯湯リモコンＲ２による貯湯要求があるときには、エンジンヒートポンプ式冷暖房装置Ｂの運転状態に基づいて、湯水循環手段Ｅを貯湯循環状態に切り換えて、貯湯タンク１に貯湯するように構成されている。
【００４８】
説明を加えると、貯湯ユニット制御部Ｃは、ヒートポンプ運転制御部ＤからＨＰ加熱不許可の制御信号を受信していると、湯水循環手段Ｅを貯湯循環状態に切り換えて、加熱温度サーミスタ３２による検出温度が貯湯設定温度（例えば、８０℃）になるように、補助加熱部２３の加熱量を調整すべく補助加熱部２３の運転を制御するようにしている。
そして、貯湯ユニット制御部Ｃは、ヒートポンプ運転制御部ＤからＨＰ加熱許可の制御信号を受信していると、湯水循環手段Ｅを貯湯循環状態に切り換えて運転させるとともに、加熱温度サーミスタ３２による検出温度が貯湯設定温度（例えば、８０℃）になるように、循環路３の循環量を調整すべく循環調整手段Ｆの運転を制御するようにしている。
【００４９】
また、貯湯運転において、貯湯ユニット制御部Ｃは、ヒートポンプ運転制御部Ｄからエンジンヒートポンプ式冷暖房装置Ｂが空調運転中であるとの制御信号を受信していなければ、ヒートポンプ運転制御部Ｄに対して、暖房運転を要求する制御信号を送信するとともに、湯水循環手段Ｅを貯湯循環状態に切り換えて運転させるとともに、加熱温度サーミスタ３２による検出温度が貯湯設定温度（例えば、８０℃）になるように、循環路３の循環量を調整すべく循環調整手段Ｆの運転を制御するようにしている。
【００５０】
ちなみに、貯湯運転において、貯湯ユニット制御部Ｃは、加熱温度サーミスタ３２の検出温度が貯湯設定温度（例えば、８０℃）未満のときには、湯水循環手段Ｅを加熱循環状態に切り換えて、貯湯タンク１内に形成された温度成層が乱れるのを防止するようにしている。
また、エンジンヒートポンプ式冷暖房装置Ｂが、冷媒が供給されていない熱交換器に対して冷媒を強制的に供給することによって熱交換器に溜まっている冷媒を回収するための油回収運転として、ヒートポンプ式加熱部２１に冷媒を供給するときには、湯水循環手段Ｅを貯湯循環状態に切り換えるようにしている。
【００５１】
前記放熱運転について説明すると、貯湯ユニット制御部Ｃは、追焚き要求のみの要求があると、追焚き運転を実行し、放熱用暖房要求のみの要求があると、放熱用暖房運転を実行し、追焚き要求および放熱用暖房要求の両要求があると、放熱用暖房・追焚き同時運転を実行するように構成されている。
【００５２】
前記追焚き運転について説明を加えると、貯湯ユニット制御部Ｃは、湯水循環手段Ｅを風呂用開閉弁２７が開弁している追焚き用の加熱循環状態に切り換え、加熱温度サーミスタ３２による検出温度が追焚き用設定温度になるように補助加熱部２３の加熱量を調整すべく補助加熱部２３の運転を制御するとともに、浴槽内の湯水を風呂用放熱部２５において循環路３を流動する湯水にて加熱して循環させるように風呂操作手段Ｈの運転を制御するようにしている。
【００５３】
前記放熱用暖房運転について説明を加えると、貯湯ユニット制御部Ｃは、湯水循環手段Ｅを暖房用開閉弁２６が開弁している暖房用の加熱循環状態に切り換え、加熱温度サーミスタ３２による検出温度が暖房用設定温度になるように補助加熱部２３の加熱量を調整すべく補助加熱部２３の運転を制御するとともに、暖房端末（例えば、床暖房装置や浴室暖房装置）からの熱媒を暖房用放熱部２４において循環路３を流動する湯水にて加熱して循環させるように暖房操作手段Ｊの運転を制御するようにしている。
【００５４】
前記放熱用暖房・追焚き同時運転について説明を加えると、湯水循環手段Ｅを暖房用開閉弁２６と風呂用開閉弁２７とが開弁している放熱用暖房・追焚き同時運転用の加熱循環状態に切り換え、加熱温度サーミスタ３２による検出温度が追焚き用設定温度になるように補助加熱部２３の加熱量を調整すべく補助加熱部２３の運転を制御するようにしている。
そして、追焚き運転や暖房運転と同様に、風呂操作手段Ｈおよび暖房操作手段Ｊの運転を制御して、浴槽の湯水を追焚きするとともに、暖房端末に暖房用放熱部２４にて加熱された熱媒を循環供給するようにしている。
【００５５】
前記給湯運転は、一般給湯路１５に接続してある給湯栓などが開栓されると開始され、給湯運転を制御する給湯制御手段としての貯湯ユニット制御部Ｃが、貯湯タンク１から取り出した湯水を給湯路６に供給する通常給湯状態と、加熱部４にて加熱された湯水を給湯路６に供給する補助給湯状態とに切換可能に構成され、かつ、貯湯タンク１内の貯湯量が最低確保量より多い場合には、通常給湯状態に切り換え、かつ、貯湯タンク１内の貯湯量が最低確保量より少ない場合には、補助給湯状態に切り換えるように構成されている。
【００５６】
前記給湯運転の動作について、図４のフローチャートに基づいて説明する。
前記貯湯ユニット制御部Ｃは、貯湯タンク１内の貯湯量を管理しており、最上部サーミスタＳ１にて最低確保量Ｑ２以上の貯湯量Ｑ１を検出しているときは、給湯栓などが閉栓されて給湯が終了するまで、通常給湯状態での給湯運転を実行し（ステップ１〜３）、通常給湯状態での給湯運転を終了した場合は、フラグを後述する補助貯湯処理を実行していないことを示す「０」にする（ステップ４）。
【００５７】
前記通常給湯状態での給湯運転においては、上部開閉弁１９を閉弁して、貯湯タンク１内に貯湯されている湯を給湯路６に取り出し、貯湯リモコンＲ２などにて設定された目標給湯温度、貯湯出口サーミスタ１２および給水サーミスタ９の検出情報に基づいて、給湯する湯水の温度が目標給湯温度になるようにミキシングバルブ８の開度を調整するとともに、ミキシングサーミスタ１４の検出情報に基づいて、その検出温度と目標給湯温度との偏差に基づいてミキシングバルブ８の開度を微調整することにより、目標給湯温度の湯水を給湯するように構成されている。
【００５８】
そして、通常給湯状態での給湯運転の途中で最低確保量Ｑ２以上の貯湯量Ｑ１を検出できなくなったり、給湯開始時に最低確保量Ｑ２以上の貯湯量Ｑ１を検出できないときは（ステップ１）、フラグが「０」の場合は、給湯栓などが閉栓されて給湯が終了するまで、直ちに補助給湯状態での給湯運転を実行する（ステップ１，５，７，８）。
【００５９】
前記補助給湯状態での給湯運転においては、上部開閉弁１９を開弁して補助加熱部２３にて加熱された湯水を給湯路６に供給し、貯湯リモコンＲ２などにて設定された目標給湯温度、貯湯出口サーミスタ１２および給水サーミスタ９の検出情報に基づいて、給湯する湯水の温度が目標給湯温度になるようにミキシングバルブ８の開度を調整するとともに、ミキシングサーミスタ１４の検出情報に基づいて、その検出温度と目標給湯温度との偏差に基づいてミキシングバルブ８の開度を微調整することにより、目標給湯温度の湯水を給湯するように構成されている。
ちなみに、この補助給湯状態では、循環路３を通流する湯水を補助加熱部２３にて加熱し、加熱温度サーミスタ３２による検出温度が目標貯湯温度（例えば、６０℃）になるように、補助加熱部２３の加熱量を調整するようにしている。
【００６０】
また、フラグが「０」でない場合、つまり、フラグが補助貯湯処理を実行したことを示す「１」の場合は、貯湯タンク１から補助貯湯処理にて貯湯した湯水を取り出して給湯路６に供給する補助給湯処理を実行した後、補助給湯状態での給湯運転を実行する（ステップ５〜７）。
【００６１】
前記補助給湯処理においては、上部開閉弁１９を閉弁して、上部接続路１７を通して貯湯タンク１から取り出した湯水を給湯路６に供給し、貯湯リモコンＲ２などにて設定された目標給湯温度、貯湯出口サーミスタ１２および給水サーミスタ９の検出情報に基づいて、給湯する湯水の温度が目標給湯温度になるようにミキシングバルブ８の開度を調整するとともに、ミキシングサーミスタ１４の検出情報に基づいて、その検出温度と目標給湯温度との偏差に基づいてミキシングバルブ８の開度を微調整することにより、目標給湯温度の湯水を給湯し、且つ、湯水循環手段Ｅを暖房用開閉弁２６又は風呂用開閉弁２７又はそれらの開閉弁２６，２７の双方が開弁している補助給湯用の加熱循環状態（補助給湯用循環状態）に切り換えて、循環ポンプＰ１を駆動し、補助加熱部２３にて加熱された湯水を、貯湯タンク１の上部に供給せずに、その補助加熱部２３に戻す形態で循環させる状態での運転を実行し、補助加熱部２３にて加熱された湯水が目標給湯温度以上の温度、つまり、貯湯タンク１内の湯水と同じ温度になったことを加熱温度サーミスタ３２が検出すると、補助給湯状態での給湯運転に切り換える。
【００６２】
そして、給湯栓などが閉栓されて補助給湯状態での給湯運転が終了すると、補助加熱部２３にて加熱された湯水を設定量で貯湯タンク１に貯湯する補助貯湯処理を実行した後、フラグを補助貯湯処理を実行したことを示す「１」にする（ステップ９，１０）。
【００６３】
前記補助貯湯処理は、湯水循環手段Ｅを、上部開閉弁１９が開弁しているとともに、閉弁暖房用開閉弁２６と風呂用開閉弁２７が閉弁している貯湯循環状態で循環ポンプＰ１を駆動するとともに、加熱温度サーミスタ３２による検出温度が目標貯湯温度になるように循環調整手段Ｆを制御して、貯湯タンク１の底部から取り出した湯水を補助加熱部２３にて加熱して貯湯タンク１の上部に供給し、循環流量センサ２９で積算した積算流量が、最低確保量Ｑ２よりも少ない量として設定してある設定量になると補助貯湯処理を終了する。
【００６４】
〔第２実施形態〕
前記補助給湯処理として、湯水循環手段Ｅを貯湯循環状態に切り換えて貯湯タンク１の底部から取り出した湯水を補助加熱部２３にて加熱するように運転し、貯湯タンク１から取り出した湯水と補助加熱部２３にて加熱した湯水とを混合状態で給湯路６に供給して、貯湯リモコンＲ２などにて設定された目標給湯温度、貯湯出口サーミスタ１２および給水サーミスタ９の検出情報に基づいて、給湯する湯水の温度が目標給湯温度になるようにミキシングバルブ８の開度を調整するとともに、ミキシングサーミスタ１４の検出情報に基づいて、その検出温度と目標給湯温度との偏差に基づいてミキシングバルブ８の開度を微調整することにより、目標給湯温度の湯水を給湯し、補助加熱部２３にて加熱した湯水が目標給湯温度以上の温度、つまり、貯湯タンク１内の湯水と同じ温度になったことを加熱温度サーミスタ３２が検出すると、補助給湯状態での給湯運転に切り換えるようにしても良い。
その他の構成は第１実施形態と同様である。
【００６５】
〔その他の実施形態〕
１．本発明による貯湯式の給湯装置は、夜間電力を利用して加熱する電気ヒータなどの加熱手段を設けてあっても良い。
２．本発明による貯湯式の給湯装置は、補助給湯処理として、貯湯タンクから取り出した湯水を給湯路に供給し、且つ、加熱手段にて加熱された湯水を暖房用循環路や風呂用循環路を通らない流路で循環させる補助給湯用循環状態で運転するように構成してあっても良い。
３．本発明による貯湯式の給湯装置は、補助加熱部とヒートポンプ式加熱部やエンジン排熱利用式加熱部とを併用して加熱された湯水を給湯路に供給する補助給湯状態に切り換えるように構成してあっても良い。
４．本発明による貯湯式の給湯装置は、補助加熱部とヒートポンプ式加熱部やエンジン排熱利用式加熱部とを併用して加熱された湯水を設定量で貯湯タンクに貯湯する補助貯湯処理を実行するように構成してあっても良い。
５．本発明による貯湯式の給湯装置は、補助給湯処理として、貯湯タンクから取り出した湯水を給湯路に供給し、且つ、加熱手段としての補助加熱部とヒートポンプ式加熱部やエンジン排熱利用式加熱部とを併用して加熱された湯水を、貯湯タンクの上部に供給せずに、それらの加熱手段に戻す形態で循環させる補助給湯用循環状態で運転することを実行するように構成してあっても良い。
６．本発明による貯湯式の給湯装置は、補助給湯処理として、貯湯タンクから取り出した湯水と、補助加熱部とヒートポンプ式加熱部やエンジン排熱利用式加熱部とを併用して加熱された湯水とを混合状態で給湯路に供給することを実行するように構成してあっても良い。
７．本発明による貯湯式の給湯装置は、加熱手段にて加熱された湯水を最低確保量よりも多い設定量で貯湯タンクに貯湯する補助貯湯処理を実行するように構成してあっても良い。
【図面の簡単な説明】
【図１】貯湯ユニットの概略構成図
【図２】エンジンヒートポンプ式冷暖房装置の概略構成図
【図３】エンジンヒートポンプ式冷暖房装置システムの制御ブロック図
【図４】給湯運転の制御動作を示すフローチャート
【符号の説明】
１ 貯湯タンク
４ 加熱手段
５ 給水路
６ 給湯路
Ｃ 給湯制御手段
Ｅ 湯水循環手段
Ｑ１ 貯湯量
Ｑ２ 最低確保量
【発明の属する技術分野】
本発明は、上部に給湯路が接続されかつ下部に給水路が接続され、温度成層を形成する状態で貯湯される貯湯タンクと、その貯湯タンクの底部から取り出した湯水を加熱手段にて加熱したのち、その湯水を前記貯湯タンクの上部に供給する形態で湯水を循環させる湯水循環手段と、給湯運転を制御する給湯制御手段とが設けられ、前記給湯制御手段が、前記貯湯タンクから取り出した湯水を前記給湯路に供給する通常給湯状態と、前記加熱手段にて加熱された湯水を前記給湯路に供給する補助給湯状態とに切換可能に構成され、かつ、前記貯湯タンク内の貯湯量が最低確保量より多い場合には、前記通常給湯状態に切り換え、かつ、前記貯湯タンク内の貯湯量が最低確保量より少ない場合には、前記補助給湯状態に切り換えるように構成されている貯湯式の給湯装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
上記のような貯湯式の給湯装置は、湯水循環手段を作動させることにより、温度成層を形成する状態で貯湯タンク内に湯水を貯湯し、給湯制御手段が、貯湯タンク内の貯湯量が最低確保量よりも多い場合には、通常給湯状態に切り換えて、貯湯タンク内に貯湯された湯水を給湯し、貯湯タンク内の貯湯量が最低確保量よりも少ない場合には、補助給湯状態に切り換えて、加熱手段にて加熱された湯水を給湯するようにしてある（例えば、特許文献１参照）。
そして、従来の貯湯式の給湯装置では、給湯開始時の貯湯タンク内の貯湯量が最低確保量よりも多い場合には、通常給湯状態で給湯を開始して、貯湯タンク内に貯湯されている湯水を給湯し、その給湯中に貯湯タンク内の貯湯量が最低確保量よりも少なくなると、補助給湯状態に切り換えて、加熱手段にて加熱された湯水を給湯し、給湯開始時の貯湯タンク内の貯湯量が最低確保量よりも少ない場合には、補助給湯状態で給湯を開始して、加熱手段にて加熱された湯水を給湯するようにしている。
【０００３】
【特許文献１】
特公平２−５６５７５号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
このため、貯湯タンク内の貯湯量が最低確保量よりも少ない場合の補助給湯状態での給湯開始時には、加熱手段にて加熱された湯水の温度や流量が、加熱手段の加熱開始時の過渡特性、つまり、立ち上がりの悪さに起因して不安定で、例えば、シャワーを快適に使用できないなど、使用者に不快感を与えるおそれがある。
本発明は上記実情に鑑みてなされたものであって、貯湯タンク内の貯湯量が最低確保量よりも少ない場合の補助給湯状態での給湯開始時でも、使用者に不快感を与えるおそれが少ない貯湯式の給湯装置を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
請求項１記載の発明の特徴構成は、上部に給湯路が接続されかつ下部に給水路が接続され、温度成層を形成する状態で貯湯される貯湯タンクと、その貯湯タンクの底部から取り出した湯水を加熱手段にて加熱したのち、その湯水を前記貯湯タンクの上部に供給する形態で湯水を循環させる湯水循環手段と、給湯運転を制御する給湯制御手段とが設けられ、
前記給湯制御手段が、前記貯湯タンクから取り出した湯水を前記給湯路に供給する通常給湯状態と、前記加熱手段にて加熱された湯水を前記給湯路に供給する補助給湯状態とに切換可能に構成され、かつ、前記貯湯タンク内の貯湯量が最低確保量より多い場合には、前記通常給湯状態に切り換え、かつ、前記貯湯タンク内の貯湯量が最低確保量より少ない場合には、前記補助給湯状態に切り換えるように構成されている貯湯式の給湯装置であって、
前記給湯制御手段が、前記補助給湯状態での給湯を終了するときに、前記加熱手段にて加熱された湯水を設定量で前記貯湯タンクに貯湯する補助貯湯処理を実行し、前記補助貯湯処理を実行した後の次回の前記補助給湯状態での給湯では、前記貯湯タンクから前記補助貯湯処理にて貯湯した湯水を取り出して前記給湯路に供給する補助給湯処理を実行した後、前記補助給湯状態に切り換えるように構成されている点にある。
【０００６】
〔作用及び効果〕
給湯開始時の通常給湯状態から補助給湯状態に切り換えて給湯していたり、給湯開始時から補助給湯状態で給湯しているときは、貯湯タンク内の貯湯量が最低確保量よりも少なくなっているが、その補助給湯状態での給湯を終了するときには、給湯制御手段が、加熱手段にて加熱された湯水を設定量で貯湯タンクに貯湯する補助貯湯処理を実行するので、次回の補助給湯状態での給湯開始時に、その補助貯湯処理で貯湯した湯水を使用して給湯を開始できるようになる。
そして、補助貯湯処理を実行した後の次回の補助給湯状態での給湯開始時には、貯湯タンクから補助貯湯処理にて貯湯した湯水を取り出して給湯路に供給する補助給湯処理を実行した後、補助給湯状態に切り換えて、加熱手段にて加熱された湯水を給湯するように構成されているので、補助給湯状態での給湯開始時に、貯湯タンクから取り出した補助貯湯処理にて貯湯した湯水を使用して、加熱開始時の立ち上がりの悪さに起因して温度や流量が不安定な加熱手段にて加熱された湯水による悪影響を改善することができる。
従って、貯湯タンク内の貯湯量が最低確保量よりも少ない場合の補助給湯状態での給湯開始時でも、使用者に不快感を与えるおそれが少ない。
【０００７】
請求項２記載の発明の特徴構成は、前記湯水循環手段が、前記加熱手段にて加熱された湯水を、前記貯湯タンクの上部に供給せずに、その加熱手段に戻す形態で循環させる補助給湯用循環状態に切り換え自在に設けられ、前記給湯制御手段が、前記補助給湯処理として、前記貯湯タンクから取り出した湯水を前記給湯路に供給し、且つ、前記湯水循環手段を前記補助給湯用循環状態で運転することを実行するように構成され、前記加熱手段にて加熱した湯水が目標給湯温度以上になると、前記補助給湯状態に切り換えるように構成されている点にある。
【０００８】
〔作用及び効果〕
給湯制御手段が、補助給湯処理として、貯湯タンクから取り出した湯水を給湯路に供給し、且つ、湯水循環手段を、加熱手段にて加熱された湯水を、貯湯タンクの上部に供給せずに、その加熱手段に戻す形態で循環させる補助給湯用循環状態で運転することを実行するので、補助給湯状態での給湯開始時に、加熱開始時の立ち上がりの悪さに起因して温度や流量が不安定な加熱手段にて加熱された湯水を使用せずに、前回の補助貯湯処理で貯湯タンクに貯湯してある温度が安定している湯水を安定した流量で給湯路に供給して給湯することができる。
そして、加熱手段にて加熱した湯水が目標給湯温度以上になると、補助給湯状態に切り換えるので、加熱手段にて加熱された温度や流量が安定な湯水をタイミング良く給湯路に供給して給湯することができる。
【０００９】
請求項３記載の発明の特徴構成は、前記給湯制御手段が、前記補助給湯処理として、前記貯湯タンクから取り出した湯水と前記加熱手段にて加熱した湯水とを混合状態で前記給湯路に供給することを実行するように構成され、前記加熱手段にて加熱した湯水が目標給湯温度以上になると、前記補助給湯状態に切り換えるように構成されている点にある。
【００１０】
〔作用及び効果〕
給湯制御手段が、補助給湯処理として、貯湯タンクから取り出した湯水と加熱手段にて加熱した湯水とを混合状態で給湯路に供給することを実行するので、補助給湯状態での給湯開始時に、加熱手段の立ち上がりの悪さに起因して温度や流量が不安定な湯水に、前回の補助貯湯処理で貯湯タンクに貯湯してある温度が安定している湯水を混合して、温度や流量を安定させた湯水を給湯路に供給して給湯することができる。
そして、加熱手段にて加熱した湯水が目標給湯温度以上になると、補助給湯状態に切り換えるので、加熱手段にて加熱された温度や流量が安定な湯水をタイミング良く給湯路に供給して給湯することができる。
【００１１】
請求項４記載の発明の特徴構成は、前記給湯制御手段が、前記補助貯湯処理において、前記加熱手段にて加熱した湯水の前記貯湯タンクへの流量を積算した積算流量が前記設定量になると、その補助貯湯処理を終了するように構成されている点にある。
【００１２】
〔作用及び効果〕
給湯制御手段が、補助貯湯処理において、加熱手段にて加熱した湯水の貯湯タンクへの流量を積算して、その積算流量が設定量になると、補助貯湯処理を終了するので、貯湯タンク内の特定高さにおける湯水の温度を検出する温度センサを設けて、その温度センサが特定温度を検出すると、補助貯湯処理を終了するように構成されている場合に比べて、貯湯タンクの構造の簡略化を図ることができるとともに、貯湯するべき湯水の設定量を変更することも容易になる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
本発明にかかる貯湯式の給湯装置をエンジンヒートポンプ式冷暖房給湯システムに適応した例を図面に基づいて説明する。
〔第１実施形態〕
このエンジンヒートポンプ式冷暖房給湯システムは、図１および図２に示すように、貯湯タンク１内に温度成層を形成しながら貯湯したり、貯湯タンク１内に貯湯された湯水を給湯したり、貯湯タンク１内の湯水を加熱して外部放熱部２にて放熱する貯湯ユニットＡと、空調対象空間の空調運転と貯湯タンク１内の湯水を加熱するための加熱運転を実行可能な熱源手段としてのエンジンヒートポンプ式冷暖房装置Ｂとから構成されている。
【００１４】
前記貯湯ユニットＡは、この貯湯ユニットＡの運転を制御する貯湯ユニット制御部Ｃ、貯湯タンク１、貯湯タンク１内の湯水を循環するための循環路３、循環路３を通流する湯水を加熱する加熱部（加熱手段）４、循環路３を通流する湯水と熱交換して放熱する外部放熱部２などから構成され、循環ポンプＰ１を作動させて貯湯タンク１内の湯水を循環路３にて循環しながら、加熱部４にて加熱したり、外部放熱部２にて放熱するようにしている。
【００１５】
前記貯湯タンク１内には、その貯湯量Ｑ１が最低確保量Ｑ２以上であるかを、その湯温を検出することにより検出する最上部サーミスタＳ１と、その貯湯量Ｑ１が満以上であるかを、その湯温を検出することにより検出する底部サーミスタＳ５と、最上部サーミスタＳ１と底部サーミスタＳ５との中間位置で湯温を検出することにより、対応する貯湯量Ｑ１を検出する３個のサーミスタＳ２，Ｓ３，Ｓ４とが設けられている。
【００１６】
前記貯湯タンク１には、その底部から貯湯タンク１に水道水圧を用いて給水する給水路５が接続され、その上部から風呂場や台所などに給湯するための給湯路６が接続され、風呂場や台所などで使用された量だけの水を給水路５から貯湯タンク１に給水するように構成されている。
前記給湯路６には、給水路５から分岐された混合用給水路７が接続され、その接続箇所に給湯路６からの湯水と混合用給水路７からの水との混合比を調整自在なミキシングバルブ８が設けられている。
前記給水路５における混合用給水路７の分岐箇所よりも上流側には、給水温度を検出する給水サーミスタ９が設けられ、給湯路６には、オーバーフロー路１０が接続され、そのオーバーフロー路１０にエアー抜き弁１１が設けられている。
【００１７】
また、給湯路６におけるミキシングバルブ８よりも上流側には、貯湯タンク１の上部から給湯路６に給湯された湯水の温度を検出する貯湯出口サーミスタ１２が設けられ、給湯路６におけるミキシングバルブ８よりも下流側には、給湯路６の湯水の流量を調整する給湯用水比例バルブ１３、ミキシングバルブ８にて混合された湯水の温度を検出するミキシングサーミスタ１４が設けられている。
【００１８】
前記ミキシングサーミスタ１４よりも下流側の給湯路６が、台所や洗面所などの図外の給湯栓やシャワーに給湯する一般給湯路１５として設けられ、一般給湯路１５には、一般給湯路１５を通流する湯水の流量を検出する給湯流量センサ１６が設けられている。
【００１９】
給湯操作手段Ｇが、貯湯出口サーミスタ１２、給水サーミスタ９、ミキシングバルブ８、ミキシングサーミスタ１４、給湯用水比例バルブ１３、給湯流量センサ１６などにより構成されている。
そして、一般給湯路１５に給湯するときには、給湯設定温度、貯湯出口サーミスタ１２および給水サーミスタ９の検出情報に基づいて、給湯する湯水の温度が目標給湯温度になるようにミキシングバルブ８の開度を調整するとともに、ミキシングサーミスタ１４の検出情報に基づいて、その検出温度と目標給湯温度との偏差に基づいてミキシングバルブ８の開度を微調整することにより、給湯設定温度の湯水を給湯するように構成されている。
【００２０】
前記循環路３と貯湯タンク１とが、循環路３を通流する湯水を貯湯タンク１内に戻す、または、貯湯タンク１内の湯水を循環路３に取り出すために、貯湯タンク１の上部には、循環路３と貯湯タンク１とを接続する上部接続路１７が給湯路６の上流側を介して連通接続され、貯湯タンク１の底部には、貯湯タンク１内の底部の湯水を循環路３に取り出す取り出し路１８が連通接続され、上部接続路１７には、上部開閉弁１９が設けられ、取り出し路１８には、貯湯タンク１の底部から取り出した湯水の温度を検出する取り出しサーミスタ２０が設けられている。
【００２１】
前記加熱部４は、エンジンヒートポンプ式冷暖房装置Ｂによる冷媒を供給して湯水を加熱するヒートポンプ式加熱部２１と、エンジンヒートポンプ式冷暖房装置Ｂのエンジン排熱を回収した冷却水を供給して湯水を加熱するエンジン排熱利用式加熱部２２と、バーナの燃焼により湯水を加熱する補助加熱部２３とから構成され、循環路３の湯水の循環方向において上流側から、ヒートポンプ式加熱部２１、エンジン排熱利用式加熱部２２、補助加熱部２３の順に設けられている。
【００２２】
前記補助加熱部２３は、図示はしないが、ガス燃焼式のバーナおよびこのバーナに燃焼用空気を供給するファンなどが設けられ、バーナの燃焼により循環路３を通流する湯水を加熱し、ファンの回転速度およびバーナへの燃料ガス供給量を調整して、補助加熱部２３にて加熱後の湯水の温度を調整するように構成されている。
【００２３】
前記外部放熱部２は、循環路３を通流する湯水と暖房用の熱媒としての温水とを熱交換する暖房用放熱部２４と、循環路３を通流する湯水と浴槽内の湯水とを熱交換して追焚きする風呂用放熱部２５とから構成され、循環路３が、暖房用放熱部２４と暖房用開閉弁２６とを備えた暖房用循環路３ａと、風呂用放熱部２５と風呂用開閉弁２７とを備えた風呂用循環路３ｂとに分岐され、暖房用放熱部２４と風呂用放熱部２５とが並列に接続されている。
【００２４】
前記循環路３には、取り出し路１８との接続箇所から湯水循環方向に、ヒートポンプ式加熱部用入口サーミスタ２８、循環流量センサ２９、循環ポンプＰ１、ヒートポンプ式加熱部２１、エンジン排熱利用式加熱部２２、排熱利用式加熱部出口サーミスタ３０、循環流量調整弁３１、補助加熱部２３、加熱温度サーミスタ３２が設けられている。
【００２５】
循環調整手段Ｆが、排熱利用式加熱部出口サーミスタ３０、循環流量センサ２９、循環流量調整弁３１、加熱温度サーミスタ３２などにより構成され、循環流量調整弁３１の開度を調整して、加熱部４にて加熱された湯水の温度を調整自在に構成されている。
【００２６】
加熱式循環手段としての湯水循環手段Ｅが、循環路３、循環ポンプＰ１、および、上部開閉弁１９、暖房用開閉弁２６、風呂用開閉弁２７などの複数の開閉弁により構成され、貯湯タンク１の底部から取り出し路１８を通して循環路３に取り出した湯水を、加熱部４にて加熱したのち、その湯水を上部接続路１７を通して貯湯タンク１の上部に供給する形態で湯水を循環させる貯湯循環状態と、加熱部４にて加熱された湯水を、貯湯タンク１の上部に供給せずに、暖房用循環路３ａ又は風呂用循環路３ｂ又はその双方の循環路３ａ，３ｂに通して、貯湯タンク１を迂回して加熱部４に戻す形態で循環させる加熱循環状態とに切り換え自在に構成されている。
【００２７】
そして、循環ポンプＰ１を作動させた状態で、上部開閉弁１９を開弁するとともに、暖房用開閉弁２６と風呂用開閉弁２７とを閉弁することにより、湯水循環手段Ｅを貯湯循環状態に切り換え、循環ポンプＰ１を作動させた状態で、上部開閉弁１９を閉弁するとともに、暖房用開閉弁２６又は風呂用開閉弁２７又は双方の開閉弁２６，２７を開弁することにより、湯水循環手段Ｅを加熱循環状態に切り換えるようにしてある。
【００２８】
前記エンジンヒートポンプ式冷暖房装置Ｂは、複数の室内機３３、室外機３４、室内機３３および室外機３４の運転を制御するヒートポンプ運転制御部Ｄとから構成され、複数の空調対象空間（例えば、各部屋）を空調することができるように構成されている。
また、室内機３３と室外機３４と貯湯ユニットＡにおけるヒートポンプ式加熱部２１とは、冷媒配管３５で接続され、エンジンヒートポンプ式冷暖房装置Ｂにおける冷媒をヒートポンプ式加熱部２１に供給できるように構成されている。
【００２９】
前記複数の室内機３３の夫々には、電子膨張弁３６、室内熱交換器３７、その室内熱交換器３７で温調した空気を空調対象空間へ送出する室内空調用送風機３８が備えられ、室内熱交換器３７にて凝縮された冷媒の温度を検出する冷媒サーミスタ３９の検出情報に基づいて、電子膨張弁３６の開度を調整するようにしている。
前記室外機３４には、ガスエンジン４０、圧縮機４１、アキュムレータ４２、四方弁４３、室外熱交換器４４、その室外熱交換器に対し外気を通風する室外空調用送風機４５が備えられ、ガスエンジン４０の排熱を外部に放熱するためのラジエーター４６、および、ラジエーター用送風機４７も備えられている。
ヒートポンプ運転手段Ｋが、電子膨張弁３６、ＨＰ加熱用電子膨張弁３６ａ、室内空調用送風機３８、ガスエンジン４０、回転速度センサ４０ａ、圧縮機４１、四方弁４３、室外空調用送風機４５、低圧検出手段４８、および、高圧検出手段４９などにより構成されている。
【００３０】
また、ガスエンジン７７の冷却用の冷却水をラジエーター８３との間で循環させる冷却水路５０が設けられ、この冷却水路５０にラジエーター用ポンプＰ２が設けられ、ガスエンジン排熱を回収した冷却水を、加熱供給路５１を通してエンジン排熱利用式加熱部２２に供給する加熱状態とラジエーター４６に供給して排熱される排熱状態とに切り換え自在な排熱切換機構５２が設けられている。
冷却水循環手段Ｌが、ラジエーター用ポンプＰ２、排熱切換機構５２、ラジエーター用送風機４７などにより構成されている。
【００３１】
そして、エンジンヒートポンプ式冷暖房装置Ｂは、空調リモコンＲ１の指令などに基づいてヒートポンプ運転制御部Ｄにて運転が制御され、ガスエンジン４０により圧縮機４１を作動させて、四方弁４３の切換え操作により冷房運転と暖房運転とを選択自在に構成され、室内機３３の電子膨張弁３６の開閉制御により、空調要求のある部屋の空調を行うように構成されている。
また、ヒートポンプ式加熱部２１にて循環路３の湯水を加熱するときには、暖房運転させるとともに、ＨＰ加熱用電子膨張弁３６ａを制御して、ヒートポンプ式加熱部２１に冷媒を供給するように構成されている。
【００３２】
前記冷房運転においては、図２の実線で示すように、冷媒を流動させて、室内熱交換器３７を蒸発器として機能させて、空調対象空間への供給空気を冷却温調し、室外熱交換器４４を凝縮器として機能させて外気に対して放熱するようにしている。
この冷房運転では、低圧側の冷媒の圧力を検出する低圧検出手段４８の検出情報に基づいて、その検出圧力が冷房用の目標圧力になるようにガスエンジン４０の回転速度を検出する回転速度センサ４０ａの検出情報に基づいてガスエンジン４０の回転速度を制御するようにしている。
【００３３】
前記暖房運転においては、図２の点線で示すように、冷媒を流動させて、室内熱交換器３７を凝縮器として機能させて、空調対象空間への供給空気を加熱温調し、室外熱交換器４４を蒸発器として機能させて外気から吸熱するようにしている。
この暖房運転では、高圧側の冷媒の圧力を検出する高圧検出手段４９の検出情報に基づいて、その検出圧力が暖房用の目標圧力になるように回転速度センサ４０ａの検出情報に基づいてガスエンジン４０の回転速度を制御するようにしている。
そして、この暖房運転において、ＨＰ加熱用電子膨張弁３６ａを開弁状態にして、冷媒配管３５を通してヒートポンプ式加熱部２１に高圧冷媒を供給することにより循環路３を通流する湯水を加熱するようにしている。
【００３４】
また、冷房運転および暖房運転において、排熱切換機構５２を加熱状態に切り換えることによって、エンジン排熱利用式加熱部２２に冷却水を供給することにより循環路３を通流する湯水を加熱するようにしている。
【００３５】
前記貯湯ユニット制御部Ｃとヒートポンプ運転制御部Ｄとは、図３に示すように、エンジンヒートポンプ式冷暖房装置Ｂが空調運転中であることや、エンジンヒートポンプ式冷暖房装置Ｂへの駆動要求などの制御信号を送受信可能に構成にされ、貯湯ユニット制御部Ｃとヒートポンプ運転制御部Ｄとにより運転制御手段Ｕが構成されている。
前記ヒートポンプ運転制御部Ｄは、空調対象空間としての各部屋に設置されている空調リモコンＲ１の指令および貯湯ユニット制御部Ｃからの制御信号に基づいて、ヒートポンプ運転手段Ｋおよび冷却水循環手段Ｌの夫々の運転を制御して、空調対象空間への冷房運転や暖房運転などの空調運転を実行するように構成されている。
前記貯湯ユニット制御部Ｃは、貯湯リモコンＲ２の指令およびヒートポンプ運転制御部Ｄからの制御信号に基づいて、湯水循環手段Ｅ、循環調整手段Ｆ、給湯操作手段Ｇ、風呂操作手段Ｈ、暖房操作手段Ｊ、補助加熱部２３の夫々の運転を制御して、貯湯タンク１内に湯水を貯湯する貯湯運転、湯水を給湯路６に供給する給湯運転、外部放熱部２にて放熱する放熱運転などの夫々の運転を実行するように構成されている。
【００３６】
以下、各運転について説明を加える。
前記冷房運転について説明すると、ヒートポンプ運転制御部Ｄは、空調リモコンＲ１から冷房要求があると、冷房要求がある部屋に相当する電子膨張弁３６を開状態にして、室内熱交換器３７を蒸発器として機能させて、空調対象空間への供給空気を冷却温調し、室外熱交換器４４を凝縮器として機能させて外気に対して放熱させるように、ヒートポンプ運転手段Ｋを制御するようにしている。
そして、ヒートポンプ運転制御部Ｄは、ラジエーター用ポンプＰ２を作動させ、ラジエーター用送風機４７を作動させラジエーター４６にて放熱させ、冷却水路５０を通流する冷却水が加熱用設定温度以上になると、排熱切換機構５２を加熱状態に切り換えて、冷却水をエンジン排熱利用式加熱部２２に供給するように、冷却水循環手段Ｌの運転を制御するようにしている。
また、ヒートポンプ運転制御部Ｄは、冷房運転中に、貯湯ユニット制御部Ｃに対して、ＨＰ加熱不許可の制御信号を送信するようにしている。
【００３７】
前記暖房運転について説明をすると、ヒートポンプ運転制御部Ｄは、空調リモコンＲ１から暖房要求があると、暖房要求がある部屋に相当する電子膨張弁３６を開状態にして、室内熱交換器３７を凝縮器として機能させて、空調対象空間への供給空気を加熱温調し、室外熱交換器４４を蒸発器として機能させて外気から吸熱させるように、ヒートポンプ運転手段Ｋを制御するようにしている。
そして、ヒートポンプ運転制御部Ｄは、ラジエーター用ポンプＰ２を作動させ、ラジエーター用送風機４７を作動させラジエーター４６にて放熱させ、冷却水路５０を通流する冷却水が加熱用設定温度以上になると、排熱切換機構５２を加熱状態に切り換えて、冷却水をエンジン排熱利用式加熱部２２に供給するように、冷却水循環手段Ｌの運転を制御するようにしている。
【００３８】
また、ヒートポンプ運転制御部Ｄは、例えば、暖房対象が複数の部屋であるなど、暖房負荷が設定暖房負荷以上の暖房運転、および、立ち上げ用の暖房運転中であるときには、貯湯ユニット制御部Ｃに対して、ＨＰ加熱不許可の制御信号を送信し、例えば、暖房対象がひとつの部屋であるなど、暖房負荷が設定暖房負荷未満の暖房運転のときには、貯湯ユニット制御部Ｃに対して、ＨＰ加熱許可の制御信号を送信するようにしている。
【００３９】
ちなみに、ヒートポンプ運転制御部Ｄは、暖房要求がないときに、貯湯ユニット制御部Ｃから暖房運転を要求する制御信号を受信すると、ＨＰ加熱用電子膨張弁３６ａを開弁状態にして、冷媒配管３５を通してヒートポンプ式加熱部２１に高圧冷媒を供給させる状態で、暖房運転を実行するように構成されている。
【００４０】
上述の冷房運転および暖房運転の空調運転において、ヒートポンプ運転制御部Ｄは、エンジンヒートポンプ式冷暖房装置Ｂの運転状況が、貯湯用設定時間以上連続して運転することができる状況であるか否かを判別して、エンジンヒートポンプ式冷暖房装置Ｂの運転状況が貯湯用設定時間以上連続して運転することが予測できる状況であるときには、貯湯ユニット制御部Ｃに対して、不要熱用の貯湯運転を要求し、湯水循環手段Ｅを運転させて不要熱用の貯湯運転を実行し、かつ、エンジンヒートポンプ式冷暖房装置Ｂの運転状況が貯湯用設定時間以上連続して運転することが予測できる状況でないときには、湯水循環手段Ｅによる不要熱用の貯湯運転の実行を禁止するように構成されている。
【００４１】
説明を加えると、ヒートポンプ運転制御部Ｄは、エンジンヒートポンプ式冷暖房装置Ｂの運転状況が、貯湯用設定時間以上連続して運転することができる状況であるか否かを判別する判別処理を実行し、その判別処理において、エンジンヒートポンプ式冷暖房装置Ｂの運転状況が貯湯用設定時間以上連続して運転することが予測できる状況であると判別したときのみ、不要熱用空調運転を実行するとともに、貯湯ユニット制御部Ｃに対して、不要熱用の貯湯運転を要求する制御信号を送信するようにしている。
【００４２】
前記判別処理について説明を加えると、ヒートポンプ運転制御部Ｄは、エンジンヒートポンプ式冷暖房装置Ｂが空調運転を可否判別用設定時間（例えば、１０分）以上経過して運転していると、エンジンヒートポンプ式冷暖房装置Ｂの運転状況が、貯湯用設定時間以上連続して運転することができる状況であると判別するとともに、エンジンヒートポンプ式冷暖房装置Ｂが貯湯用設定時間以上連続して運転することが予測できるとして設定された貯湯用時間帯にも、エンジンヒートポンプ式冷暖房装置Ｂの運転状況が、貯湯用設定時間以上連続して運転することができる状況であると判別するように構成されている。
【００４３】
前記貯湯用時間帯の設定について説明を加えると、ヒートポンプ運転制御手段Ｄが、空調リモコンＲ１などにて人為的に設定された時間帯を貯湯用時間帯として設定するとともに、空調運転を実行した実行頻度の多い時間帯を貯湯用時間帯として学習機能により自動的に設定するように構成されている。
前記学習機能について説明を加えると、例えば、１日を基準周期とし、その１日を設定時間幅（例えば、１時間）ごとに複数の基準時間帯に区分けして、基準周期ごとに、各基準時間帯について、実際に暖房運転および冷房運転の空調運転を実行したか否かを記憶し、複数日（例えば、３日）連続して空調運転を実行している基準時間帯を貯湯用時間帯として設定するように構成されている。
【００４４】
前記エンジンヒートポンプ式冷暖房装置Ｂにおける不要熱用空調運転について説明を加えると、前記ヒートポンプ運転制御部Ｄは、不要熱用空調運転として、冷房要求があるときには、ガスエンジン４０の排熱を貯湯ユニットＡに供給しながら、空調対象空間を冷房する不要熱用冷房運転を実行し、暖房要求があるときには、ガスエンジン４０の排熱およびエンジンヒートポンプ式冷暖房装置Ｂの冷媒を貯湯ユニットＡに供給しながら、空調対象空間を暖房する不要熱用暖房運転を実行するように構成されている。
【００４５】
前記不要熱用冷房運転において、ヒートポンプ運転制御部Ｄは、上述の冷房運転を実行するとともに、貯湯ユニット制御部Ｃに対して、不要熱用の貯湯運転を要求する制御信号を送信するようにしている
前記不要熱用暖房運転において、ヒートポンプ運転制御部Ｄは、上述の暖房運転を実行するとともに、貯湯ユニット制御部Ｃに対して、不要熱用の貯湯運転を要求する制御信号を送信し、暖房負荷が設定暖房負荷未満の暖房運転であると、ＨＰ加熱用電子膨張弁３６ａを開弁状態にして、冷媒配管３５を通してヒートポンプ式加熱部２１に高圧冷媒を供給させるようにしている。
【００４６】
前記貯湯運転について説明すると、貯湯ユニット制御部Ｃは、ヒートポンプ運転制御部Ｄから不要熱用の貯湯運転を要求する制御信号を受信していると、貯湯リモコンＲ２による貯湯要求の有無にかかわらず、湯水循環手段Ｅを貯湯循環状態で運転させるとともに、加熱温度サーミスタ３２による検出温度が貯湯設定温度（例えば、８０℃）になるように循環調整手段Ｆを制御するようにしている。このようにして、貯湯ユニット制御部Ｃは、エンジンヒートポンプ式冷暖房装置Ｂの運転状況が、貯湯用設定時間以上連続して運転することができる状況であるときには、湯水循環手段Ｅを運転させて、エンジンヒートポンプ式冷暖房装置Ｂの不要熱にて貯湯タンク１に貯湯するようにしている。
【００４７】
また、貯湯運転において、貯湯ユニット制御部Ｃは、貯湯リモコンＲ２による貯湯要求があるときには、エンジンヒートポンプ式冷暖房装置Ｂの運転状態に基づいて、湯水循環手段Ｅを貯湯循環状態に切り換えて、貯湯タンク１に貯湯するように構成されている。
【００４８】
説明を加えると、貯湯ユニット制御部Ｃは、ヒートポンプ運転制御部ＤからＨＰ加熱不許可の制御信号を受信していると、湯水循環手段Ｅを貯湯循環状態に切り換えて、加熱温度サーミスタ３２による検出温度が貯湯設定温度（例えば、８０℃）になるように、補助加熱部２３の加熱量を調整すべく補助加熱部２３の運転を制御するようにしている。
そして、貯湯ユニット制御部Ｃは、ヒートポンプ運転制御部ＤからＨＰ加熱許可の制御信号を受信していると、湯水循環手段Ｅを貯湯循環状態に切り換えて運転させるとともに、加熱温度サーミスタ３２による検出温度が貯湯設定温度（例えば、８０℃）になるように、循環路３の循環量を調整すべく循環調整手段Ｆの運転を制御するようにしている。
【００４９】
また、貯湯運転において、貯湯ユニット制御部Ｃは、ヒートポンプ運転制御部Ｄからエンジンヒートポンプ式冷暖房装置Ｂが空調運転中であるとの制御信号を受信していなければ、ヒートポンプ運転制御部Ｄに対して、暖房運転を要求する制御信号を送信するとともに、湯水循環手段Ｅを貯湯循環状態に切り換えて運転させるとともに、加熱温度サーミスタ３２による検出温度が貯湯設定温度（例えば、８０℃）になるように、循環路３の循環量を調整すべく循環調整手段Ｆの運転を制御するようにしている。
【００５０】
ちなみに、貯湯運転において、貯湯ユニット制御部Ｃは、加熱温度サーミスタ３２の検出温度が貯湯設定温度（例えば、８０℃）未満のときには、湯水循環手段Ｅを加熱循環状態に切り換えて、貯湯タンク１内に形成された温度成層が乱れるのを防止するようにしている。
また、エンジンヒートポンプ式冷暖房装置Ｂが、冷媒が供給されていない熱交換器に対して冷媒を強制的に供給することによって熱交換器に溜まっている冷媒を回収するための油回収運転として、ヒートポンプ式加熱部２１に冷媒を供給するときには、湯水循環手段Ｅを貯湯循環状態に切り換えるようにしている。
【００５１】
前記放熱運転について説明すると、貯湯ユニット制御部Ｃは、追焚き要求のみの要求があると、追焚き運転を実行し、放熱用暖房要求のみの要求があると、放熱用暖房運転を実行し、追焚き要求および放熱用暖房要求の両要求があると、放熱用暖房・追焚き同時運転を実行するように構成されている。
【００５２】
前記追焚き運転について説明を加えると、貯湯ユニット制御部Ｃは、湯水循環手段Ｅを風呂用開閉弁２７が開弁している追焚き用の加熱循環状態に切り換え、加熱温度サーミスタ３２による検出温度が追焚き用設定温度になるように補助加熱部２３の加熱量を調整すべく補助加熱部２３の運転を制御するとともに、浴槽内の湯水を風呂用放熱部２５において循環路３を流動する湯水にて加熱して循環させるように風呂操作手段Ｈの運転を制御するようにしている。
【００５３】
前記放熱用暖房運転について説明を加えると、貯湯ユニット制御部Ｃは、湯水循環手段Ｅを暖房用開閉弁２６が開弁している暖房用の加熱循環状態に切り換え、加熱温度サーミスタ３２による検出温度が暖房用設定温度になるように補助加熱部２３の加熱量を調整すべく補助加熱部２３の運転を制御するとともに、暖房端末（例えば、床暖房装置や浴室暖房装置）からの熱媒を暖房用放熱部２４において循環路３を流動する湯水にて加熱して循環させるように暖房操作手段Ｊの運転を制御するようにしている。
【００５４】
前記放熱用暖房・追焚き同時運転について説明を加えると、湯水循環手段Ｅを暖房用開閉弁２６と風呂用開閉弁２７とが開弁している放熱用暖房・追焚き同時運転用の加熱循環状態に切り換え、加熱温度サーミスタ３２による検出温度が追焚き用設定温度になるように補助加熱部２３の加熱量を調整すべく補助加熱部２３の運転を制御するようにしている。
そして、追焚き運転や暖房運転と同様に、風呂操作手段Ｈおよび暖房操作手段Ｊの運転を制御して、浴槽の湯水を追焚きするとともに、暖房端末に暖房用放熱部２４にて加熱された熱媒を循環供給するようにしている。
【００５５】
前記給湯運転は、一般給湯路１５に接続してある給湯栓などが開栓されると開始され、給湯運転を制御する給湯制御手段としての貯湯ユニット制御部Ｃが、貯湯タンク１から取り出した湯水を給湯路６に供給する通常給湯状態と、加熱部４にて加熱された湯水を給湯路６に供給する補助給湯状態とに切換可能に構成され、かつ、貯湯タンク１内の貯湯量が最低確保量より多い場合には、通常給湯状態に切り換え、かつ、貯湯タンク１内の貯湯量が最低確保量より少ない場合には、補助給湯状態に切り換えるように構成されている。
【００５６】
前記給湯運転の動作について、図４のフローチャートに基づいて説明する。
前記貯湯ユニット制御部Ｃは、貯湯タンク１内の貯湯量を管理しており、最上部サーミスタＳ１にて最低確保量Ｑ２以上の貯湯量Ｑ１を検出しているときは、給湯栓などが閉栓されて給湯が終了するまで、通常給湯状態での給湯運転を実行し（ステップ１〜３）、通常給湯状態での給湯運転を終了した場合は、フラグを後述する補助貯湯処理を実行していないことを示す「０」にする（ステップ４）。
【００５７】
前記通常給湯状態での給湯運転においては、上部開閉弁１９を閉弁して、貯湯タンク１内に貯湯されている湯を給湯路６に取り出し、貯湯リモコンＲ２などにて設定された目標給湯温度、貯湯出口サーミスタ１２および給水サーミスタ９の検出情報に基づいて、給湯する湯水の温度が目標給湯温度になるようにミキシングバルブ８の開度を調整するとともに、ミキシングサーミスタ１４の検出情報に基づいて、その検出温度と目標給湯温度との偏差に基づいてミキシングバルブ８の開度を微調整することにより、目標給湯温度の湯水を給湯するように構成されている。
【００５８】
そして、通常給湯状態での給湯運転の途中で最低確保量Ｑ２以上の貯湯量Ｑ１を検出できなくなったり、給湯開始時に最低確保量Ｑ２以上の貯湯量Ｑ１を検出できないときは（ステップ１）、フラグが「０」の場合は、給湯栓などが閉栓されて給湯が終了するまで、直ちに補助給湯状態での給湯運転を実行する（ステップ１，５，７，８）。
【００５９】
前記補助給湯状態での給湯運転においては、上部開閉弁１９を開弁して補助加熱部２３にて加熱された湯水を給湯路６に供給し、貯湯リモコンＲ２などにて設定された目標給湯温度、貯湯出口サーミスタ１２および給水サーミスタ９の検出情報に基づいて、給湯する湯水の温度が目標給湯温度になるようにミキシングバルブ８の開度を調整するとともに、ミキシングサーミスタ１４の検出情報に基づいて、その検出温度と目標給湯温度との偏差に基づいてミキシングバルブ８の開度を微調整することにより、目標給湯温度の湯水を給湯するように構成されている。
ちなみに、この補助給湯状態では、循環路３を通流する湯水を補助加熱部２３にて加熱し、加熱温度サーミスタ３２による検出温度が目標貯湯温度（例えば、６０℃）になるように、補助加熱部２３の加熱量を調整するようにしている。
【００６０】
また、フラグが「０」でない場合、つまり、フラグが補助貯湯処理を実行したことを示す「１」の場合は、貯湯タンク１から補助貯湯処理にて貯湯した湯水を取り出して給湯路６に供給する補助給湯処理を実行した後、補助給湯状態での給湯運転を実行する（ステップ５〜７）。
【００６１】
前記補助給湯処理においては、上部開閉弁１９を閉弁して、上部接続路１７を通して貯湯タンク１から取り出した湯水を給湯路６に供給し、貯湯リモコンＲ２などにて設定された目標給湯温度、貯湯出口サーミスタ１２および給水サーミスタ９の検出情報に基づいて、給湯する湯水の温度が目標給湯温度になるようにミキシングバルブ８の開度を調整するとともに、ミキシングサーミスタ１４の検出情報に基づいて、その検出温度と目標給湯温度との偏差に基づいてミキシングバルブ８の開度を微調整することにより、目標給湯温度の湯水を給湯し、且つ、湯水循環手段Ｅを暖房用開閉弁２６又は風呂用開閉弁２７又はそれらの開閉弁２６，２７の双方が開弁している補助給湯用の加熱循環状態（補助給湯用循環状態）に切り換えて、循環ポンプＰ１を駆動し、補助加熱部２３にて加熱された湯水を、貯湯タンク１の上部に供給せずに、その補助加熱部２３に戻す形態で循環させる状態での運転を実行し、補助加熱部２３にて加熱された湯水が目標給湯温度以上の温度、つまり、貯湯タンク１内の湯水と同じ温度になったことを加熱温度サーミスタ３２が検出すると、補助給湯状態での給湯運転に切り換える。
【００６２】
そして、給湯栓などが閉栓されて補助給湯状態での給湯運転が終了すると、補助加熱部２３にて加熱された湯水を設定量で貯湯タンク１に貯湯する補助貯湯処理を実行した後、フラグを補助貯湯処理を実行したことを示す「１」にする（ステップ９，１０）。
【００６３】
前記補助貯湯処理は、湯水循環手段Ｅを、上部開閉弁１９が開弁しているとともに、閉弁暖房用開閉弁２６と風呂用開閉弁２７が閉弁している貯湯循環状態で循環ポンプＰ１を駆動するとともに、加熱温度サーミスタ３２による検出温度が目標貯湯温度になるように循環調整手段Ｆを制御して、貯湯タンク１の底部から取り出した湯水を補助加熱部２３にて加熱して貯湯タンク１の上部に供給し、循環流量センサ２９で積算した積算流量が、最低確保量Ｑ２よりも少ない量として設定してある設定量になると補助貯湯処理を終了する。
【００６４】
〔第２実施形態〕
前記補助給湯処理として、湯水循環手段Ｅを貯湯循環状態に切り換えて貯湯タンク１の底部から取り出した湯水を補助加熱部２３にて加熱するように運転し、貯湯タンク１から取り出した湯水と補助加熱部２３にて加熱した湯水とを混合状態で給湯路６に供給して、貯湯リモコンＲ２などにて設定された目標給湯温度、貯湯出口サーミスタ１２および給水サーミスタ９の検出情報に基づいて、給湯する湯水の温度が目標給湯温度になるようにミキシングバルブ８の開度を調整するとともに、ミキシングサーミスタ１４の検出情報に基づいて、その検出温度と目標給湯温度との偏差に基づいてミキシングバルブ８の開度を微調整することにより、目標給湯温度の湯水を給湯し、補助加熱部２３にて加熱した湯水が目標給湯温度以上の温度、つまり、貯湯タンク１内の湯水と同じ温度になったことを加熱温度サーミスタ３２が検出すると、補助給湯状態での給湯運転に切り換えるようにしても良い。
その他の構成は第１実施形態と同様である。
【００６５】
〔その他の実施形態〕
１．本発明による貯湯式の給湯装置は、夜間電力を利用して加熱する電気ヒータなどの加熱手段を設けてあっても良い。
２．本発明による貯湯式の給湯装置は、補助給湯処理として、貯湯タンクから取り出した湯水を給湯路に供給し、且つ、加熱手段にて加熱された湯水を暖房用循環路や風呂用循環路を通らない流路で循環させる補助給湯用循環状態で運転するように構成してあっても良い。
３．本発明による貯湯式の給湯装置は、補助加熱部とヒートポンプ式加熱部やエンジン排熱利用式加熱部とを併用して加熱された湯水を給湯路に供給する補助給湯状態に切り換えるように構成してあっても良い。
４．本発明による貯湯式の給湯装置は、補助加熱部とヒートポンプ式加熱部やエンジン排熱利用式加熱部とを併用して加熱された湯水を設定量で貯湯タンクに貯湯する補助貯湯処理を実行するように構成してあっても良い。
５．本発明による貯湯式の給湯装置は、補助給湯処理として、貯湯タンクから取り出した湯水を給湯路に供給し、且つ、加熱手段としての補助加熱部とヒートポンプ式加熱部やエンジン排熱利用式加熱部とを併用して加熱された湯水を、貯湯タンクの上部に供給せずに、それらの加熱手段に戻す形態で循環させる補助給湯用循環状態で運転することを実行するように構成してあっても良い。
６．本発明による貯湯式の給湯装置は、補助給湯処理として、貯湯タンクから取り出した湯水と、補助加熱部とヒートポンプ式加熱部やエンジン排熱利用式加熱部とを併用して加熱された湯水とを混合状態で給湯路に供給することを実行するように構成してあっても良い。
７．本発明による貯湯式の給湯装置は、加熱手段にて加熱された湯水を最低確保量よりも多い設定量で貯湯タンクに貯湯する補助貯湯処理を実行するように構成してあっても良い。
【図面の簡単な説明】
【図１】貯湯ユニットの概略構成図
【図２】エンジンヒートポンプ式冷暖房装置の概略構成図
【図３】エンジンヒートポンプ式冷暖房装置システムの制御ブロック図
【図４】給湯運転の制御動作を示すフローチャート
【符号の説明】
１ 貯湯タンク
４ 加熱手段
５ 給水路
６ 給湯路
Ｃ 給湯制御手段
Ｅ 湯水循環手段
Ｑ１ 貯湯量
Ｑ２ 最低確保量
Claims (4)
- 上部に給湯路が接続されかつ下部に給水路が接続され、温度成層を形成する状態で貯湯される貯湯タンクと、
その貯湯タンクの底部から取り出した湯水を加熱手段にて加熱したのち、その湯水を前記貯湯タンクの上部に供給する形態で湯水を循環させる湯水循環手段と、
給湯運転を制御する給湯制御手段とが設けられ、
前記給湯制御手段が、前記貯湯タンクから取り出した湯水を前記給湯路に供給する通常給湯状態と、前記加熱手段にて加熱された湯水を前記給湯路に供給する補助給湯状態とに切換可能に構成され、かつ、
前記貯湯タンク内の貯湯量が最低確保量より多い場合には、前記通常給湯状態に切り換え、かつ、前記貯湯タンク内の貯湯量が最低確保量より少ない場合には、前記補助給湯状態に切り換えるように構成されている貯湯式の給湯装置であって、
前記給湯制御手段が、前記補助給湯状態での給湯を終了するときに、前記加熱手段にて加熱された湯水を設定量で前記貯湯タンクに貯湯する補助貯湯処理を実行し、
前記補助貯湯処理を実行した後の次回の前記補助給湯状態での給湯では、前記貯湯タンクから前記補助貯湯処理にて貯湯した湯水を取り出して前記給湯路に供給する補助給湯処理を実行した後、前記補助給湯状態に切り換えるように構成されている貯湯式の給湯装置。 - 前記湯水循環手段が、前記加熱手段にて加熱された湯水を、前記貯湯タンクの上部に供給せずに、その加熱手段に戻す形態で循環させる補助給湯用循環状態に切り換え自在に設けられ、
前記給湯制御手段が、前記補助給湯処理として、前記貯湯タンクから取り出した湯水を前記給湯路に供給し、且つ、前記湯水循環手段を前記補助給湯用循環状態で運転することを実行するように構成され、
前記加熱手段にて加熱した湯水が目標給湯温度以上になると、前記補助給湯状態に切り換えるように構成されている請求項１記載の貯湯式の給湯装置。 - 前記給湯制御手段が、前記補助給湯処理として、前記貯湯タンクから取り出した湯水と前記加熱手段にて加熱した湯水とを混合状態で前記給湯路に供給することを実行するように構成され、
前記加熱手段にて加熱した湯水が目標給湯温度以上になると、前記補助給湯状態に切り換えるように構成されている請求項１記載の貯湯式の給湯装置。 - 前記給湯制御手段が、前記補助貯湯処理において、前記加熱手段にて加熱した湯水の前記貯湯タンクへの流量を積算した積算流量が前記設定量になると、その補助貯湯処理を終了するように構成されている請求項１〜３のいずれか１項記載の貯湯式の給湯装置。
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