JP4127948B2 - 貯湯式の給湯熱源装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、給湯路が上部に接続された貯湯タンクと、
その貯湯タンク内に湯水が温度成層を形成して貯湯されるように、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、その湯を前記貯湯タンクの上部に注湯するように湯水を循環させ、且つ、前記貯湯タンクへの注湯量を調節自在な湯水循環手段と、
その湯水循環手段及び前記加熱手段の作動を制御する制御手段とが設けられた貯湯式の給湯熱源装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
かかる貯湯式の給湯熱源装置においては、温度成層を形成する状態で貯湯しながら、貯湯タンクに貯湯するのに要する時間（以下、貯湯時間と記載する場合がある）を短縮することが望まれる。
従来は、貯湯タンク内の貯湯量が設定値以上のときは、前記設定値未満のときよりも注湯量を多くするように構成していた（例えば、特開平５−７９７０１号公報参照）。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、かかる貯湯式の給湯熱源装置は、温度が異なることによる湯水の比重差により、温度成層を形成して湯水を貯湯するものであるから、温度成層の乱れを抑制できるか否かは、注湯量ばかりではなく、貯湯タンク上部の貯湯されている湯水の温度と、貯湯タンクの上部に注湯する湯の温度にも依存する。
しかしながら、従来では、単に、貯湯タンク内の貯湯量のみによって、注湯量を決めているので、温度成層が乱れる虞があると共に、貯湯時間を短縮する上で改善の余地があった。
【０００４】
本発明は、かかる実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、貯湯タンクに温度成層を形成する状態で貯湯する貯湯時間を更に短縮することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
〔請求項１記載の発明〕
請求項１に記載の特徴構成は、前記貯湯タンク内の貯湯量を検出する貯湯量検出手段と、
前記貯湯タンク内の貯湯温度を検出する貯湯温度検出手段とが設けられ、
前記制御手段に、前記貯湯タンク内の貯湯量及び前記貯湯タンク内の貯湯温度から、前記温度成層を乱さない状態で前記貯湯タンクに注湯するための、最大注湯量及び注湯温度を求める条件が記憶され、
前記制御手段は、記憶している前記条件、前記貯湯量検出手段による検出貯湯量、及び、前記貯湯温度検出手段による検出貯湯温度に基づいて、最大注湯量及びその最大注湯量に対する注湯温度を求めて、求めた最大注湯量及び注湯温度にて注湯するように、前記湯水循環手段の注湯量調節作動及び前記加熱手段の加熱量調節作動を制御するように構成されていることにある。
請求項１に記載の特徴構成によれば、前記貯湯タンク内の貯湯量及び前記貯湯タンク内の貯湯温度から、前記温度成層を乱さない状態で前記貯湯タンクに注湯するための、最大注湯量及び注湯温度を求める条件を、予め実験等によって決めておいて、その条件、前記貯湯量検出手段による検出貯湯量、及び、前記貯湯温度検出手段による検出貯湯温度に基づいて、最大注湯量及びその最大注湯量に対する注湯温度を求めて、求めた最大注湯量及び注湯温度にて注湯するように、前記湯水循環手段の注湯量調節作動及び前記加熱手段の加熱量調節作動を制御する。
つまり、温度成層を乱さない状態で注湯できる最大注湯量は、貯湯タンクの貯湯量、貯湯タンクの貯湯温度、及び、貯湯タンクに注湯する湯の注湯温度に依存する。例えば、最大注湯量と貯湯量との間においては、貯湯量が多くなるほど、最大注湯量を大きくできる関係があり、最大注湯量と貯湯温度と注湯温度との間には、貯湯温度と注湯温度との温度差が大きくなるほど、最大注湯量を大きくできる関係がある。そこで、そのような、貯湯量、貯湯温度、注湯温度及び最大注湯量の間の関係を、予め実験等によって求めて、それによって前記条件を決めておき、貯湯タンクの貯湯量及び貯湯温度を検出して、それら検出貯湯量及び検出貯湯温度と、前記条件により、最大注湯量とその最大注湯量に対する注湯温度を求めて、求めた最大注湯量及び注湯温度にて注湯するのである。
従って、温度成層を乱さない条件で、貯湯量及び貯湯温度に応じた最大注湯量とその最大注湯量に対する注湯温度を求めて、求めた最大注湯量及び注湯温度にて注湯することができるので、貯湯温度は成り行きとなるものの、貯湯タンクに温度成層を形成する状態で貯湯する貯湯時間を更に短縮することができるようになった。
【０００６】
〔請求項２記載の発明〕
請求項２に記載の特徴構成は、前記貯湯タンク内の貯湯量を検出する貯湯量検出手段と、
前記貯湯タンク内の貯湯温度を検出する貯湯温度検出手段とが設けられ、
前記制御手段に、前記貯湯タンク内の貯湯量及び前記貯湯タンク内の貯湯温度から、前記温度成層を乱さない状態で前記貯湯タンクに注湯するための、最大注湯量及び注湯温度を求める条件が記憶され、
前記制御手段は、設定注湯温度にて注湯するときに、記憶している前記条件、前記貯湯量検出手段による検出貯湯量、及び、前記貯湯温度検出手段による検出貯湯温度に基づいて、前記設定注湯温度に対応する最大注湯量を求めて、求めた最大注湯量及び前記設定注湯温度にて注湯するように、前記湯水循環手段の注湯量調節作動及び前記加熱手段の加熱量調節作動を制御するように構成されていることにある。
請求項２に記載の特徴構成によれば、前記貯湯タンク内の貯湯量及び前記貯湯タンク内の貯湯温度から、前記温度成層を乱さない状態で前記貯湯タンクに注湯するための、最大注湯量及び注湯温度を求める条件を、予め実験等によって決めておいて、設定注湯温度にて注湯するときに、前記条件、前記貯湯量検出手段による検出貯湯量、及び、前記貯湯温度検出手段による検出貯湯温度に基づいて、前記設定注湯温度に対応する最大注湯量を求めて、求めた最大注湯量及び前記設定注湯温度にて注湯するように、前記湯水循環手段の注湯量調節作動及び前記加熱手段の加熱量調節作動を制御する。
つまり、請求項１に記載の発明と同様に、貯湯量、貯湯温度、注湯温度及び最大注湯量の間の関係を、予め実験等によって求めて、それによって前記条件を決めておき、貯湯タンクの貯湯量及び貯湯温度を検出して、それら検出貯湯量及び検出貯湯温度と、前記条件により、設定注湯温度に対応する最大注湯量を求めて、求めた最大注湯量及び前記設定注湯温度にて注湯するのである。
従って、温度成層を乱さない条件で、設定注湯温度に対応する最大注湯量を貯湯量及び貯湯温度に応じて求めて、求めた最大注湯量及び前記設定注湯温度にて注湯することができるので、設定注湯温度の湯を貯湯タンクに温度成層を形成する状態で貯湯する貯湯時間を更に短縮することができるようになった。
尚、請求項２に記載の特徴構成の発明では、貯湯タンクの湯とそれよりも低温の湯水とを混合させて設定給湯温度の湯を生成するための構成が不要となるので、コストダウンを図ることができる。
【０００７】
〔請求項３記載の発明〕
請求項３に記載の特徴構成は、前記貯湯タンク内の貯湯量を検出する貯湯量検出手段と、
前記貯湯タンク内の貯湯温度を検出する貯湯温度検出手段とが設けられ、
前記制御手段に、前記貯湯タンク内の貯湯量及び前記貯湯タンク内の貯湯温度から、前記温度成層を乱さない状態で前記貯湯タンクに注湯するための、最大注湯量及び注湯温度を求める条件が記憶され、
前記制御手段は、記憶している前記条件、前記貯湯量検出手段による検出貯湯量、及び、前記貯湯温度検出手段による検出貯湯温度に基づいて、最大注湯量及びその最大注湯量に対する注湯温度を求めて、求めた最大注湯量及び注湯温度にて注湯するように、前記湯水循環手段の注湯量調節作動及び前記加熱手段の加熱量調節作動を制御する注湯量優先運転と、
設定注湯温度にて注湯するときに、記憶している前記条件、前記貯湯量検出手段による検出貯湯量、及び、前記貯湯温度検出手段による検出貯湯温度に基づいて、前記設定注湯温度に対応する最大注湯量を求めて、求めた最大注湯量及び前記設定注湯温度にて注湯するように、前記湯水循環手段の注湯量調節作動及び前記加熱手段の加熱量調節作動を制御する注湯温度優先運転とを択一的に実行可能なように構成され、
前記制御手段に前記注湯量優先運転及び前記注湯温度優先運転のいずれを実行するかを指令する指令手段が設けられていることにある。
請求項３に記載の特徴構成によれば、設定注湯温度の湯を貯湯タンクに温度成層を形成する状態で迅速に貯湯できる注湯温度優先運転と、貯湯温度は成り行きとなるものの、その注湯温度優先運転よりも迅速に、貯湯タンクに温度成層を形成する状態で貯湯できる貯湯量優先運転とを、択一的に運転させることができる。
従って、貯湯量優先運転と注湯温度優先運転とを任意に使い分けることができるので、使用者の使い勝手性を向上することができる。
【０００８】
〔請求項４記載の発明〕
請求項４に記載の特徴構成は、前記貯湯量検出手段が、前記貯湯タンク内の湯水の温度を検出する複数の温度センサを上下方向に分散して配置して、それら温度センサのうちで設定温度以上の温度を検出する最下位のセンサがいずれであるかにより、貯湯量を検出するように構成され、
前記複数の温度センサのうちの最上位の温度センサを、前記貯湯温度検出手段として機能させるように構成されていることにある。
請求項４に記載の特徴構成によれば、貯湯量を検出すべく貯湯タンク内に分散配置する複数の温度センサのうち、最上位の温度センサが貯湯温度検出用に兼用されるように構成されている。
従って、本発明を実施するためのコストを低減することができる。
【０００９】
【発明の実施の形態】
本発明にかかる貯湯式の給湯熱源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用した例を図面に基づいて説明する。
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ヒートポンプ装置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。
【００１０】
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（加熱手段に相当する）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。
【００１１】
前記貯湯タンク１内には、その貯湯量が給湯用貯湯量としての最低確保量以上であるかを、設定最低貯湯温度以上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、その貯湯量が少以上であるかを、前記設定最低貯湯温度以上の湯温を検出することにより検出する上部サーミスタＳ２、その貯湯量が中以上であるかを、前記設定最低貯湯温度以上の湯温を検出することにより検出する中部サーミスタＳ３、その貯湯量が満以上であるかを、前記設定最低貯湯温度以上の湯温を検出することにより検出する底部サーミスタＳ４が設けられている。
複数のサーミスタの設置位置は、貯湯タンク１の上位から、最上部サーミスタＳ１、上部サーミスタＳ２、中部サーミスタＳ３、底部サーミスタＳ４の順になっている。
そして、使用者の必要に応じて貯湯リモコンＲ２などにより、貯湯タンク１内の目標貯湯量を、「少」、「中」、「満」の３つの貯湯量からひとつを選択できるようにしている。
【００１２】
つまり、前記貯湯タンク１内の貯湯量を検出する貯湯量検出手段Ｑが、前記貯湯タンク１内の湯水の温度を検出する複数のサーミスタ（温度センサに相当する）Ｓ１〜Ｓ４を上下方向に分散して配置して、それらサーミスタＳ１〜Ｓ４のうちで前記設定最低貯湯温度（設定温度に相当する）以上の温度を検出する最下位のセンサがいずれであるかにより、貯湯量を検出するように構成されている。
又、前記複数のサーミスタＳ１〜Ｓ４のうちの最上位の最上部サーミスタＳ１を、貯湯温度検出手段Ｔとして機能させるように構成されている。
【００１３】
ちなみに、本実施形態における貯湯タンク１は、外径が１２３ｍｍ、高さが１ｍ程度の円筒ドラム形であり、最上部サーミスタＳ１は、「最低確保量」の貯湯量として１０リットルを、上部サーミスタＳ２は「少」の貯湯量として３０リットルを、中部サーミスタＳ３は「中」の貯湯量として５０リットルを、並びに、底部サーミスタＳ４は「満」の貯湯量として１１３リットルを夫々検出する位置に設置してある。
【００１４】
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と混合用給水路７との分岐箇所には、給水温度を検出する給水サーミスタ９が設けられ、給水路５および混合用給水路７の夫々には、逆止弁１０が設けられている。
ちなみに、給湯路６には、オーバーフロー路１１が接続され、そのオーバーフロー路１１にエアー抜き弁１２が設けられている。
【００１５】
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１３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、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、給湯路６の湯水の流量を調整する給湯用水比例バルブ１５が設けられている。
【００１６】
前記給湯用水比例バルブ１５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に給湯する一般給湯路１６と、図外の浴槽に湯水を供給するための湯張り路１７とに分岐され、湯張り路１７が浴槽からの風呂戻り路１８に接続され、風呂戻り路１８および風呂往き路１９の両路を通して浴槽に湯水を供給するようにしている。
前記一般給湯路１６には、一般給湯路１６を通流する湯水の流量を検出する給湯流量センサ２０が設けられ、湯張り路１７には、湯張り路１７を通流する湯水の流量を検出する湯張り流量センサ２１、湯張り電磁弁２２、バキュームブレーカ２３、湯張り逆止弁２４が上流側から順に設けられている。
【００１７】
そして、一般給湯路１６に給湯するときには、給湯設定温度、貯湯出口サーミスタ１３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給湯設定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、その検出温度と給湯設定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。
また、浴槽に湯張りするときには、湯張り電磁弁２２を開弁させ、ミキシングバブル８にて湯張り設定温度に調整された湯水を風呂戻り路１８および風呂往き路１９の両路から浴槽に供給し、浴槽内に湯張り設定量の湯水が供給されると、湯張り電磁弁２２を閉弁させて浴槽への湯張りを行うように構成されている。
給湯操作手段Ｇが、貯湯出口サーミスタ１３、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、および、湯張り電磁弁２２などにより構成されている。
【００１８】
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１箇所と底部２箇所の合計３箇所で連通接続されている。
具体的に説明すると、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２５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、循環路３を通流する湯水を給水路５の下流側を介して貯湯タンク１内の底部に戻す戻し路２６と、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２７とが連通接続されている。
【００１９】
そして、上部接続路２５には、上部開閉弁２８が設けられ、戻し路２６には、戻し開閉弁２９が設けられ、上部開閉弁２８を開弁させることによって、循環路３を通流する湯水を貯湯タンク１内の上部に供給したり、貯湯タンク１内の上部の湯水を循環路３に取り出したりするようにし、戻し開閉弁２９を開弁させることによって、循環路３を通流する湯水を貯湯タンク１内の底部に戻すことができるようにしている。
ちなみに、取り出し路２７には、貯湯タンク１内の湯水を排水するための排水路３０が接続され、その排水路３０の途中部には、安全弁３１と手動バルブ３２とが並列に接続されている。
【００２０】
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３３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３４と、バーナ３６の燃焼により湯水を加熱する補助熱源装置としての補助加熱部３５とから構成されている。
そして、循環路３の湯水の循環方向において上流側から順に、ヒートポンプ式加熱部３３、エンジン排熱利用式加熱部３４、補助加熱部３５が設けられている。
【００２１】
前記補助加熱部３５は、ガス燃焼式のバーナ３６およびこのバーナ３６に燃焼用空気を供給するファン３７などが設けられ、バーナ３６の燃焼により循環路３を通流する湯水を加熱するように構成されている。
前記バーナ３６に燃料ガスを供給する燃料供給路３８には、上流側から、ガスセフティ弁３９、ガス比例弁４０、ガスメイン弁４１の順に設けられ、また、補助加熱部３５には、補助加熱部３５に通流する湯水の流量を検出する水量センサ６４が設けられている。
ちなみに、補助加熱部３５は、水量センサ６４にて設定量以上の水量が検出されると、バーナ３６の燃焼を開始し、入り温度サーミスタ６１および水量センサ６４の検出情報に基づいて、ファン３７の回転速度およびガス比例弁４０の開度を調整して、補助加熱部３５にて加熱した湯水の温度を調整するように構成されている。
【００２２】
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４２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４３とから構成されている。
そして、循環路３が、暖房用放熱部４２を備えた暖房用循環路３ａと、風呂用放熱部４３を備えた風呂用循環路３ｂとに分岐され、暖房用放熱部４２と風呂用放熱部４３とが並列に接続されている。
また、暖房用循環路３ａには、暖房用放熱部４２よりも湯水の循環方向の上流側に暖房用開閉弁４４が設けられ、風呂用循環路３ｂには、風呂用放熱部４３よりも湯水の循環方向の上流側に風呂用開閉弁４５が設けられている。
【００２３】
前記暖房用放熱部４２には、暖房ポンプＰ２を作動させることにより、暖房戻り路４６および暖房往き路４７を通して循環する熱媒を循環路３を通流する湯水にて加熱するように構成されている。
そして、暖房戻り路４６には、熱媒の循環方向の上流側から順に、暖房戻り路４６の熱媒の温度を検出する暖房戻りサーミスタ４８、補給水タンク４９、暖房ポンプＰ２が設けられ、暖房往き路４７には、暖房往き路４７の熱媒の温度を検出する暖房往きサーミスタ５０が設けられ、暖房操作手段Ｊが、暖房戻りサーミスタ４８や暖房ポンプＰ２などにより構成されている。
【００２４】
前記補給水タンク４９には、水位の上限を検出する上限センサ５１と下限を検出する下限センサ５２とが設けられ、補給水タンク４９に給水するためのタンク給水路５３が接続され、そのタンク給水路５３には、補給水電磁弁５４が設けられている。
また、暖房戻り路４６からの熱媒を暖房用放熱部４２を迂回して暖房往き路４７に供給する暖房バイパス路５５が設けられている。
【００２５】
前記風呂用放熱部４３には、風呂ポンプＰ３を作動させることにより、風呂戻り路１８および風呂往き路１９を通して循環する浴槽内の湯水を循環路３を通流する湯水にて加熱するように構成されている。
前記風呂戻り路１８には、浴槽内の湯水の循環方向の上流側から順に、浴槽内の湯水の水位を検出する水位センサ５６、風呂戻り路１８の湯水の温度を検出する風呂戻りサーミスタ５７、二方弁５８、風呂ポンプＰ３、風呂水流スイッチ５９が設けられ、風呂ポンプＰ３を作動させて、浴槽内の湯水を風呂戻り路１８および風呂往き路１９にて循環させながら、風呂用放熱部４３にて加熱しながら追焚きするように構成されている。
そして、風呂操作手段Ｈが、水位センサ５６、風呂戻りサーミスタ５７、風呂ポンプＰ３などにより構成されている。
【００２６】
前記循環路３には、湯水の循環方向において取り出し路２７との接続箇所よりも上流側に、取り出し路２７を通して貯湯タンク１内の湯水を循環路３に取り出すための取り出し開閉弁６０が設けられ、エンジン排熱利用式加熱部３４と補助加熱部３５との間に、補助加熱部３５に通流する湯水の温度を検出する入り温度サーミスタ６１、循環路３を通流する湯水の循環流量を検出する循環流量センサ６２、循環ポンプＰ１、補助加熱部３５への湯水の通流を断続する補助用断続開閉弁６３が設けられている。
また、循環路３における補助加熱部３５と上部接続路２５との接続箇所との間には、循環路３を通流する湯水の循環流量を調整する循環用水比例バルブ６５、加熱部４にて加熱された後の循環路３の湯水の温度を検出する貯湯サーミスタ６６が設けられている。
【００２７】
また、前記循環路３には、取り出し開閉弁６０よりも湯水の循環方向の上流側と、ヒートポンプ式加熱部３３とエンジン排熱利用式加熱部３４との間をバイパスするヒートポンプバイパス路６７が設けられ、このヒートポンプバイパス路６７に設けられたヒートポンプバイパス開閉弁６９を開弁させて、ヒートポンプバイパス路６７に湯水を通流させて、ヒートポンプ式加熱部３３を迂回して湯水を循環させるようにしている。
また、補助加熱部３５を迂回させて湯水を循環させるための補助用バイパス路６８が、循環路３において、循環ポンプＰ１と補助用断続開閉弁６３との間と補助加熱部３５と循環用水比例バルブ６５との間をバイパスするように接続され、この補助用バイパス路６８には、補助バイパス開閉弁７０が設けられている。
【００２８】
このようにして、取り出し開閉弁６０、上部開閉弁２８、戻し開閉弁２９、補助用断続開閉弁６３、補助バイパス開閉弁７０などの夫々の開閉弁を開閉制御することにより、貯湯タンク１内に湯水が温度成層を形成して貯湯されるように、貯湯タンク１の底部から取り出した湯水を加熱部４にて加熱したのち、その温水を貯湯タンク１の上部に注湯するように湯水を循環させるように構成されている。
【００２９】
そして、循環流量センサ６２の検出情報に基づいて、循環用水比例バルブ６５の開度を調整することにより循環路３における循環流量、即ち、貯湯タンク１への注湯量を調整するように構成されている。
貯湯サーミスタ６６の検出情報に基づいて、補助加熱部３５の加熱量を調節することにより、加熱部４にて加熱された後の循環路３を通流する湯水の温度（貯湯タンク１への注湯温度にも相当する）を調整するように構成されている。
【００３０】
つまり、湯水循環手段Ｅが、循環路３、上部接続路２５、戻し路２６、取り出し路２７、補助用バイパス路６８、循環ポンプＰ１、取り出し開閉弁６０、上部開閉弁２８、戻し開閉弁２９、補助用断続開閉弁６３、補助バイパス開閉弁７０、循環流量センサ６２、循環用水比例バルブ６５により構成されている。
又、湯水循環手段Ｅは、貯湯タンク１への注湯量を調節自在なように構成されている。
【００３１】
前記エンジンヒートポンプ式冷暖房装置Ｂは、図２に示すように、複数の室内機７１、室外機７２、室内機７１および室外機７２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７１と室外機７２と貯湯ユニットＡにおけるヒートポンプ式加熱部３３とは、冷媒配管７３で接続され、エンジンヒートポンプ式冷暖房装置Ａにおける冷媒をヒートポンプ式加熱部３３に供給できるように構成されている。
【００３２】
前記複数の室内機７１の夫々には、電子膨張弁７４、室内熱交換器７５、その室内熱交換器７５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７６が備えられ、室内熱交換器７５にて凝縮された冷媒の温度を検出する冷媒サーミスタ８９の検出情報に基づいて、電子膨張弁７４の開度を調整するようにしている。
前記室外機７２には、ガスエンジン７７、圧縮機７８、アキュムレータ７９、四方弁８０、室外熱交換器８１、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８２が備えられ、ガスエンジン７７の排熱を外部に放熱するためのラジエーター８３、および、ラジエーター用送風機８４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７４、室内空調用送風機７６、ガスエンジン７７、圧縮機７８、四方弁８０、室外空調用送風機８２などにより構成されている。
【００３３】
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８５が設けられ、この冷却水路８５にラジエーター用ポンプＰ４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９０を通してエンジン排熱利用式加熱部３４に供給する加熱状態とラジエーター８３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８６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Ｐ４、排熱切換機構８６、ラジエーター用送風機８４などにより構成されている。
【００３４】
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７７により圧縮機７８を作動させて、四方弁８０の切換え操作により空調冷房運転と空調暖房運転とを選択切換え自在に構成され、室内機７１の電子膨張弁７４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３３にて循環路３の湯水を加熱するときには、空調暖房運転させるとともに、電子膨張弁７４を制御して、ヒートポンプ式加熱部３３に冷媒を供給するように構成されている。
【００３５】
前記空調冷房運転においては、室内熱交換器７５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８１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。
この空調冷房運転では、低圧側の冷媒の圧力を検出する低圧検出手段８７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７７の回転速度を検出する回転速度センサ７７ａの検出情報に基づいてガスエンジン７７の回転速度を制御するようにしている。
また、空調冷房運転において、排熱切換機構８６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３４にて循環路３を通流する湯水を加熱するようにしている。
【００３６】
前記空調冷房運転における冷媒の流れについて説明を加えると、図２の実線矢印に示すように、圧縮機７８から吐出される高圧乾き蒸気冷媒を、四方弁８０を介して室外熱交換器８１に供給し、この室外熱交換器８１において外気との熱交換により凝縮される。
そして、室外熱交換器８１から送出される凝縮工程通過冷媒を、電子膨張弁７４を介して室内熱交換器７５に供給し、この室内熱交換器７５において冷却対象空気との熱交換により蒸発される。
その後、室内熱交換器７５から送出される低圧乾き蒸気冷媒を、四方弁８０およびアキュムレータ７９を介して圧縮機７８の吸入口に戻す。
【００３７】
前記空調暖房運転においては、室内熱交換器７５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８１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。
この空調暖房運転では、高圧側の冷媒の圧力を検出する高圧検出手段８８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７７ａの検出情報に基づいてガスエンジン７７の回転速度を制御するようにしている。
また、この空調暖房運転において、冷媒配管７３を通してヒートポンプ式加熱部３３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。
【００３８】
前記空調暖房運転における冷媒の流れについて説明を加えると、図２の点線矢印に示すように、圧縮機７８から吐出される高圧乾き蒸気冷媒を、四方弁８０を介して室内熱交換器７５およびヒートポンプ式加熱部３３に供給し、室内熱交換器７５においては加熱対象空気との熱交換により凝縮され、ヒートポンプ式加熱部３３においては循環路３の湯水との熱交換により凝縮される。
そして、室内熱交換器７５およびヒートポンプ式加熱部３３から送出される凝縮工程通過冷媒を、電子膨張弁７４を介して室外熱交換器８１に供給し、この室外熱交換器８１において外気との熱交換により蒸発される。
その後、室外熱交換器８１から送出される低圧乾き蒸気冷媒を四方弁８０およびアキュムレータ７９を介して圧縮機７８の吸入口に戻す。
【００３９】
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、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とにより制御手段Ｕが構成されている。
前記制御信号としては、ヒートポンプ運転制御部Ｄから送信される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を示す信号、前記貯湯ユニット制御部Ｃから送信される、エンジンヒートポンプ式冷暖房装置Ｂの駆動要求（以下、ヒートポンプ駆動要求と称する場合がある）、空調排熱要求等の信号がある。
そして、貯湯ユニット制御部Ｃとヒートポンプ運転制御部Ｄは、図３に示すように、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や貯湯リモコンＲ２の指令に基づいて、空調対象空間への空調冷房運転や空調暖房運転などの空調運転、貯湯タンク１内に湯水を貯湯する貯湯運転、外部放熱部２にて放熱する放熱運転、貯湯タンク１内の貯湯量が最低確保量未満のときに給湯する給湯優先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。
【００４０】
前記エンジンヒートポンプ式冷暖房装置Ｂの運転について説明すると、空調リモコンＲ１から空調冷房要求や空調暖房要求などの空調要求があると、ヒートポンプ運転制御部Ｄがヒートポンプ運転手段Ｋおよび冷却水循環手段Ｌの運転を制御し、空調リモコンＲ１による空調要求に基づいて、ガスエンジン７７により圧縮機７８を作動させて、四方弁８０の切換え操作により空調冷房運転と空調暖房運転とを選択切換え、室内機７１の電子膨張弁７４の開閉制御により、各空調対象空間への空調を切り換えて、ヒートポンプ運転手段Ｋを制御するように構成されている。
すなわち、ヒートポンプ運転制御部Ｄは、空調リモコンＲ１から空調冷房要求があると、空調冷房要求がある部屋に相当する電子膨張弁７４を開状態にして、室内熱交換器７５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８１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を制御して空調冷房運転を実行する。
また、ヒートポンプ運転制御部Ｄは、空調リモコンＲ１から空調暖房要求があると、空調暖房要求がある部屋に相当する電子膨張弁７４を開状態にして、室内熱交換器７５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８１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を制御して空調暖房運転を実行する。
また、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が停止状態のときに、貯湯ユニット制御部Ｃからヒートポンプ駆動要求信号が送信されると、ヒートポンプ運転手段Ｋを制御して空調暖房運転を実行する。
【００４１】
そして、冷却水循環手段Ｌは、空調冷房運転において、ラジエーター用ポンプＰ４を作動させ、ラジエーター用送風機８４を作動させラジエーター８３にて放熱させる。前記ヒートポンプ運転制御部Ｄは、前記貯湯ユニット制御部Ｃから空調排熱要求信号が送信されると、冷却水路８５を通流する冷却水が加熱用設定温度以上のときで、エンジン排熱利用式加熱部３４にて加熱可能なときには、排熱切換機構８６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３４に供給するようにしている。
また、空調暖房運転において、ラジエーター用ポンプＰ４を作動させ、ラジエーター用送風機８４を作動させラジエーター８３にて放熱させる。前記ヒートポンプ運転制御部Ｄは、前記貯湯ユニット制御部Ｃから空調排熱要求信号が送信されると、暖房負荷が小さく、かつ、冷却水路８５を通流する冷却水が加熱用設定温度以上のときで、エンジン排熱利用式加熱部３４にて加熱可能なときには、排熱切換機構８６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３４に供給するようにしている。
【００４２】
次に、貯湯ユニットＡの運転について説明する。
貯湯リモコンＲ２からは、注湯量優先モードでの貯湯運転、注湯温度優先モードでの貯湯運転、目標貯湯量、給湯設定温度などが指令され、その貯湯リモコンＲ２の要求指令などに基づいて、貯湯ユニット制御部Ｃが、湯水循環手段Ｅ、循環用水比例バルブ１５、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３５の夫々の運転を制御して、貯湯運転、放熱運転、および、給湯優先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。従って、貯湯リモコンＲ２が、指令手段として機能するように構成されている。
【００４３】
前記湯水循環手段Ｅについて具体的に説明すると、この湯水循環手段Ｅは、貯湯タンク１に湯水を貯湯するときに、貯湯状態に切り換えられ、外部放熱部２にて放熱するときに、放熱用運転としての追焚き循環状態、暖房循環状態、暖房・追焚き同時循環状態、ＨＰ加熱許容循環状態の４つの状態の夫々に切り換えられるように構成されている。
また、貯湯タンク１内の貯湯量が最低確保量未満のときに、一般給湯路１６に給湯するときに、給湯優先状態に切り換えられるように構成されている。
【００４４】
そして、外部放熱部２にて放熱するときには、追焚き要求のみの要求があると、追焚き循環状態に切り換え、暖房要求のみの要求があると、暖房循環状態に切り換え、追焚き要求および暖房要求の両要求があると、暖房・追焚き同時循環状態に切り換えるようにし、さらに、追焚き要求のみの要求があるときに、ヒートポンプ式加熱部３３での加熱が可能であると、ＨＰ加熱許容循環状態に切り換えるようにしている。
ちなみに、ヒートポンプ式加熱部３３での加熱が可能であるときは、外気温度が４℃以上、ヒートポンプ式加熱部３３に通流する湯水の温度が３５℃以下、エンジンヒートポンプ式冷暖房装置Ｂが空調運転していないという３つの条件がすべて満たされているときとなっている。
【００４５】
以下、湯水循環手段Ｅの夫々の状態について説明を加える。
なお、この湯水循環手段Ｅの夫々の状態における説明において、上部開閉弁２８、戻し開閉弁２９、取り出し開閉弁６０、ヒートポンプバイパス弁６９、補助用断続開閉弁６３、および、補助バイパス開閉弁７０の開閉状態について、開弁させる開閉弁のみを記載し、記載していない開閉弁については閉弁させるものとする。
【００４６】
前記貯湯状態においては、補助用断続開閉弁６３および上部開閉弁２８を開弁させるとともに、循環ポンプＰ１を作動させ、図１の実線矢印に示すように、貯湯タンク１内に湯水が温度成層を形成して貯湯させるように、貯湯タンク１の底部から取り出した湯水を加熱部４にて加熱したのち、その湯を貯湯タンク１の上部に注湯するように湯水を循環させるようにしている。
【００４７】
前記追焚き循環状態においては、ヒートポンプバイパス開閉弁６９、補助用断続開閉弁６３および風呂用開閉弁４５を開弁させるとともに、循環ポンプＰ１を作動させ、補助加熱部３５にて加熱された温水の全量を風呂用放熱部４３に供給して放熱させたのち、その全量をヒートポンプ式加熱部３３を迂回して補助加熱部３５に戻すようにしている。
前記暖房循環状態においては、ヒートポンプバイパス開閉弁６９、補助用断続開閉弁６３および暖房用開閉弁４４を開弁させるとともに、循環ポンプＰ１を作動させ、補助加熱部３５にて加熱された温水の全量を暖房用放熱部４２に供給して放熱させたのち、その全量をヒートポンプ式加熱部３３を迂回して補助加熱部３５に戻すようにしている。
【００４８】
前記暖房・追焚き同時循環状態においては、ヒートポンプバイパス開閉弁６９、補助用断続開閉弁６３、風呂用開閉弁４５および暖房用開閉弁４４を開弁させるとともに、循環ポンプＰ１を作動させ、補助加熱部３５にて加熱された温水の全量を風呂用放熱部４３および暖房用放熱部４２に供給して放熱させたのち、その全量をヒートポンプ式加熱部３３を迂回して補助加熱部３５に戻すようにしている。
前記ＨＰ加熱許容循環状態においては、取り出し開閉弁６０、補助用断続開閉弁６３および風呂用開閉弁４５を開弁させるとともに、循環ポンプＰ１を作動させ、ヒートポンプ式加熱部３３および補助加熱部３５にて加熱された温水を風呂用加熱部４３にて放熱させたのち、その全量をヒートポンプ式加熱部３３に戻すようにしている。
【００４９】
前記給湯優先状態においては、補助用断続開閉弁６３および上部開閉弁２８を開弁させるとともに、循環ポンプＰ１を作動させ、補助加熱部３５にて加熱された温水を給湯路６に給湯するようにしている。
なお、この給湯優先状態において、ヒートポンプ式加熱部３３にて加熱可能なときには、エンジンヒートポンプ式冷暖房装置Ｂを空調暖房運転させて、冷媒をヒートポンプ式加熱部３３に供給するようにしてもよい。
【００５０】
前記貯湯ユニット制御部Ｃの運転として、貯湯運転、放熱運転、および、給湯優先運転について説明する。
前記貯湯ユニット制御部Ｃは、貯湯リモコンＲ２から貯湯運転指令があると、エンジンヒートポンプ式冷暖房装置Ｂおよび補助加熱部３５のうち、少なくとも補助加熱部３５を運転させて湯水循環手段Ｅを貯湯用運転させる貯湯運転を実行し、かつ、放熱要求があると、貯湯要求の有無にかかわらず、エンジンヒートポンプ式冷暖房装置Ｂおよび補助加熱部３５のうち、少なくとも補助加熱部３５を運転させて湯水循環手段Ｅを放熱用運転させる放熱運転を実行し、また、貯湯タンク１内の貯湯量が給湯用貯湯量としての最低確保量未満のときに給湯要求があると、放熱要求の有無にかかわらず、エンジンヒートポンプ式冷暖房装置Ｂおよび補助加熱部３５のうち、少なくとも補助加熱部３５を運転させて湯水循環手段Ｅを貯湯用運転させる給湯優先運転を実行するように構成されている。
【００５１】
すなわち、貯湯運転、放熱運転、および、給湯優先運転のうち実行される運転の優先順位が、給湯優先運転、放熱運転、貯湯運転の順になっている。
そして、湯水循環手段Ｅは、放熱運転において、放熱用運転として追焚き循環状態、暖房循環状態、暖房・追焚き同時循環状態、ＨＰ加熱許容循環状態の４つの状態のいずれかにて運転し、ヒートポンプ式加熱部３３や補助加熱部３５などの加熱部４にて加熱した湯水の全量を外部放熱部２に供給しかつその外部放熱部２を通過した湯水の全量を貯湯タンク１を迂回して加熱部４に直接戻す形態で湯水を循環させるように構成されている。
【００５２】
尚、前記貯湯ユニット制御部Ｃは、貯湯リモコンＲ２から貯湯運転指令があると、エンジンヒートポンプ式冷暖房装置Ｂが停止中のときは、補助加熱部３５を運転させるのに加えて、ヒートポンプ運転制御部Ｄに対してヒートポンプ駆動要求信号を送信してエンジンヒートポンプ式冷暖房装置Ｂを運転させ、あるいは、エンジンヒートポンプ式冷暖房装置Ｂが空調運転中のときは、補助加熱部３５を運転させるのに加えて、ヒートポンプ運転制御部Ｄに対して空調排熱要求信号を送信する。
【００５３】
従って、エンジンヒートポンプ式冷暖房装置Ｂの空調目的での運転が停止中のときは、エンジンヒートポンプ式冷暖房装置Ｂを貯湯目的で運転して、貯湯タンク１の湯水をヒートポンプ式加熱部３３及び補助加熱部３５の協働にて加熱しながら貯湯することができることとなって、装置の効率を向上させながら、貯湯タンク１に貯湯することが可能となる。又、エンジンヒートポンプ式冷暖房装置Ｂが空調目的で運転されているときは、エンジンの排熱を有効利用して、貯湯タンク１の湯水をエンジン排熱利用式加熱部３４及び補助加熱部３５の協働にて加熱しながら貯湯することができることとなって、装置の効率を向上させながら、貯湯タンク１に貯湯することが可能となる。
【００５４】
前記貯湯運転について説明を加える。
貯湯リモコンＲ２から、注湯量優先モード又は注湯温度優先モードでの貯湯運転が指令されると、貯湯量検出手段Ｑの検出貯湯量が「最低確保量」未満のときは、貯湯量検出手段Ｑの検出貯湯量が「最低確保量」以上になるまで、初期貯湯運転を実行し、貯湯量検出手段Ｑの検出貯湯量が「最低確保量」以上のときは、注湯量優先モードが指令されているときは、注湯量優先モードでの貯湯運転を実行し、注湯温度優先モードが指令されているときは、注湯温度優先モードでの貯湯運転を実行し、貯湯量検出手段Ｑの検出貯湯量が、貯湯リモコンＲ２にて設定された目標貯湯量に達すると、貯湯運転を終了する。
【００５５】
尚、複数のサーミスタＳ１〜Ｓ４により貯湯タンク１の貯湯量を検出させるための前記設定最低貯湯温度としては、貯湯リモコンＲ２にて設定される給湯設定温度に所定量を加えた温度とする。前記所定量は、前記給湯設定温度にて給湯できるように安全を見越した値である。
【００５６】
初期貯湯運転においては、注湯温度（貯湯サーミスタ６６の検出温度）が前記設定最低貯湯温度となり、注湯量（循環流量センサ６２の検出流量）が設定初期注湯量になるように、補助加熱部３５の加熱量を調節する（具体的には、ファン３７の回転速度およびガス比例弁４０の開度を調節する）と共に、循環用水比例バルブ６５の開度を調節する。前記設定初期注湯量は、貯湯タンク１内に全く貯湯されていない状態において、湯水の混合を極力抑制して、設定最低貯湯温度の湯を効率良く貯湯できる注湯量に設定してある。
【００５７】
前記貯湯ユニット制御部Ｃには、前記貯湯タンク１内の貯湯量及び前記貯湯タンク１内の貯湯温度から、前記温度成層を乱さない状態で前記貯湯タンク１に注湯するための、最大注湯量及び注湯温度を求める条件として、図１０に示す如き、貯湯量、注湯／貯湯温度差（注湯温度−貯湯温度）、最大注湯流量間の関係を、例えばマップデータにして記憶させてある。
【００５８】
図１０は、貯湯量が、最上部サーミスタＳ１にて検出される「最低確保量」としての１０リットル、上部サーミスタＳ２にて検出される「少」としての３０リットル、及び、中部サーミスタＳ３にて検出される「中」としての５０リットル夫々について、最大注湯流量と注湯／貯湯温度差との関係を示している。
貯湯量が１０リットルのときは、注湯／貯湯温度差が大きくなるほど最大注湯流量は大きくなるが、最大注湯流量は３．６リットル／ｍｉｎ程度に達すると飽和状態となり、注湯／貯湯温度差を２０°Ｃよりも大きくしても、最大注湯流量を３．６リットル／ｍｉｎよりも大きくできない、即ち、前記温度成層を乱さない状態での注湯ができない。
即ち、貯湯量が１０リットルのときは、注湯流量を３．６リットル／ｍｉｎ、注湯／貯湯温度差を２０°Ｃに夫々設定すると、注湯温度を不必要に高くしないようにしながら、最も迅速に貯湯できる。
又、貯湯量が３０リットルのときは、注湯流量を４．８リットル／ｍｉｎ、注湯／貯湯温度差を１８°Ｃに夫々設定すると、並びに、貯湯量が５０リットルのときは、注湯流量を６．３リットル／ｍｉｎ、注湯／貯湯温度差を１５°Ｃに夫々設定すると、注湯温度を不必要に高くしないようにしながら、最も迅速に貯湯できる。
【００５９】
注湯量優先モードにおいては、記憶している前記条件、貯湯量検出手段Ｑによる検出貯湯量、及び、貯湯温度検出手段Ｔによる検出貯湯温度に基づいて、最大注湯流量及び最大注湯量に対する注湯温度を求めて、求めた最大注湯流量及び注湯温度にて注湯するように、補助加熱部３５の加熱量を調節すると共に、循環用水比例バルブ６５の開度を調節する。
具体的には、貯湯運転が指令されたときの検出貯湯量が１０リットルのとき、又は、初期貯湯運転が終了したときは、最大注湯流量をそれが飽和状態となる３．６リットル／ｍｉｎに、及び、注湯温度を、最大注湯流量が飽和状態となる最低の注湯／貯湯温度差である２０°Ｃと検出貯湯温度とから求められる開始時注湯温度に設定して、循環流量センサ６２の検出流量が３．６リットル／ｍｉｎとなり、貯湯サーミスタ６６の検出温度が前記開始時注湯温度になるように、補助加熱部３５の加熱量を調節すると共に、循環用水比例バルブ６５の開度を調節し、以降、貯湯サーミスタ６６の検出温度が前記開始時注湯温度となる状態を維持しながら、検出貯湯量が３０リットルになると、循環流量センサ６２の検出流量が４．８リットル／ｍｉｎになり、検出貯湯量が５０リットルになると、循環流量センサ６２の検出流量が６．３リットル／ｍｉｎになるように、補助加熱部３５の加熱量を調節すると共に、循環用水比例バルブ６５の開度を調節する。
ちなみに、検出貯湯温度が５０°Ｃのときは、前記開始時注湯温度は、検出貯湯温度の５０°Ｃに注湯／貯湯温度差の２０°Ｃを加えた７０°Ｃとなる。
【００６０】
又、貯湯運転が指令されたときの検出貯湯量が３０リットルのときは、最大注湯流量をそれが飽和状態となる４．８リットル／ｍｉｎに、及び、注湯温度を、最大注湯流量が飽和状態となる最低の注湯／貯湯温度差である１８°Ｃと検出貯湯温度とから求められる開始時注湯温度に設定して、循環流量センサ６２の検出流量が４．８リットル／ｍｉｎとなり、貯湯サーミスタ６６の検出温度が前記開始時注湯温度になるように、補助加熱部３５の加熱量を調節すると共に、循環用水比例バルブ６５の開度を調節し、以降、貯湯サーミスタ６６の検出温度が前記開始時注湯温度となる状態を維持しながら、検出貯湯量が５０リットルになると、循環流量センサ６２の検出流量が６．３リットル／ｍｉｎになるように、補助加熱部３５の加熱量を調節すると共に、循環用水比例バルブ６５の開度を調節する。
【００６１】
又、貯湯運転が指令されたときの検出貯湯量が５０リットルのときは、最大注湯流量をそれが飽和状態となる６．３リットル／ｍｉｎに、及び、注湯温度を、最大注湯流量が飽和状態となる最低の注湯／貯湯温度差である１５°Ｃと検出貯湯温度とから求められる開始時注湯温度に設定して、循環流量センサ６２の検出流量が６．３リットル／ｍｉｎとなり、貯湯サーミスタ６６の検出温度が前記開始時注湯温度になるように、補助加熱部３５の加熱量を調節すると共に、循環用水比例バルブ６５の開度を調節する。
【００６２】
注湯温度優先モードにおいては、記憶している前記条件、貯湯量検出手段Ｑによる検出貯湯量、及び、貯湯温度検出手段Ｔによる検出貯湯温度に基づいて、設定注湯温度（例えば、前記設定最低貯湯温度と等しい温度に設定される）に対応する最大注湯流量を求めて、求めた最大注湯流量及び前記設定注湯温度にて注湯するように、補助加熱部３５の加熱量を調節すると共に、循環用水比例バルブ６５の開度を調節する。
【００６３】
具体的には、貯湯運転が指令されたときの検出貯湯温度と前記設定注湯温度とから注湯／貯湯温度差（以下、開始時注湯／貯湯温度差と記載する場合がある）を求め、求めた開始時注湯／貯湯温度差に対応する最大注湯流量を、そのときの検出貯湯量に対応して求め、以降、検出貯湯量が増加する毎に、前記開始時注湯／貯湯温度差に対応する最大注湯流量をそのときの検出貯湯量に応じて求める。例えば、貯湯運転が指令されたときの貯湯量が１０リットルのとき、又は、初期貯湯運転が終了したときは、そのときの検出貯湯温度と前記設定注湯温度とから求めた開始時注湯／貯湯温度差に対応する最大注湯流量を、貯湯量が１０リットルにおけるデータから求め、貯湯量が３０リットルになると、前記開始時注湯／貯湯温度差に対応する最大注湯流量を、貯湯量が３０リットルにおけるデータから求め、貯湯量が５０リットルになると、前記開始時注湯／貯湯温度差に対応する最大注湯流量を、貯湯量が５０リットルにおけるデータから求める。
【００６４】
ちなみに、検出貯湯温度が５０°Ｃ、前記設定注湯温度が６０°Ｃのときは、開始時注湯／貯湯温度差が１０°Ｃとなるので、その開始時注湯／貯湯温度差１０°Ｃに対応する最大注湯流量として、検出貯湯量が１０リットルのときは３．２リットル／ｍｉｎ、検出貯湯量が３０リットルのときは４．５リットル／ｍｉｎ、検出貯湯量が５０リットルのときは６．１リットル／ｍｉｎを夫々求める。尚、前記設定注湯温度が検出貯湯温度よりも低いときは、注湯／貯湯温度差０°Ｃに対応する最大注湯流量を求める。
【００６５】
以上のようにして、貯湯タンク１内に湯水が温度成層を形成しながら貯湯され、貯湯タンク１の貯湯量が貯湯リモコンＲ２にて設定された目標貯湯量に達すると、設定時間貯湯タンク１への貯湯を継続した後、補助加熱部３５の運転を停止させ、ヒートポンプ運転制御部Ｄに対してヒートポンプ駆動要求信号を送信しているときはその送信を停止し、あるいは、ヒートポンプ運転制御部Ｄに対して空調排熱要求信号を送信しているときはその送信を停止して、加熱部５の加熱作動を停止させ、並びに、循環ポンプＰ１の作動を停止させると共に開弁している開閉弁を閉弁させて、湯水循環手段Ｅを停止させ、もって貯湯運転を停止する。
【００６６】
前記放熱運転は、追焚き要求のみの要求があると、追焚き運転を実行し、暖房要求のみの要求があると、暖房運転を実行し、追焚き要求および暖房要求の両要求があると、暖房・追焚き同時運転を実行するように構成されている。
【００６７】
前記放熱運転における追焚き運転について具体的に説明すると、ヒートポンプ式加熱部３３での加熱が可能であると、湯水循環手段ＥをＨＰ加熱許容循環状態に切り換え、エンジンヒートポンプ式冷暖房装置Ｂを空調暖房運転させおよび補助加熱部３５の運転を実行し、ヒートポンプ式加熱部３３での加熱が可能でなければ、図４の点線矢印に示すように、湯水循環手段Ｅを追焚き循環状態に切り換え、補助加熱部３５の運転を実行する。
すなわち、貯湯サーミスタ６６による検出温度が追焚き用設定温度になるようにファン３７の回転速度およびガス比例弁４０の開度を調整し、風呂ポンプＰ３を作動させて浴槽内の湯水を風呂戻り路１８および風呂往き路１９を通して循環させる。
そして、風呂用放熱部４３にて浴槽内を湯水を加熱して追焚きし、風呂戻りサーミスタ５７の検出温度が追焚き用設定温度以上になると、風呂ポンプＰ３の作動を停止するとともに、補助加熱部３５の運転および湯水循環手段Ｅの運転を停止させる。
【００６８】
また、貯湯要求と追焚き要求が重なったときには、ヒートポンプ式加熱部３３での加熱が可能であると、湯水循環手段ＥをＨＰ加熱許容循環状態に切り換えて、エンジンヒートポンプ式冷暖房装置Ｂを空調暖房運転させおよび補助加熱部３５の運転を実行し、そして、追焚き要求が満たされたときには、エンジンヒートポンプ式冷暖房装置Ｂを空調暖房運転させたままＨＰ貯湯運転に切り換えて運転するように構成されている。
このようにして、効率の悪いエンジンヒートポンプ式冷暖房装置Ｂの運転初期での運転を回避しながら、エンジンヒートポンプ式冷暖房装置Ｂを運転させることが可能となって、装置の効率を向上させることが可能となる。
【００６９】
前記放熱運転における暖房運転について具体的に説明すると、図４の実線矢印に示すように、湯水循環手段Ｅを追焚き循環状態に切り換え、かつ、貯湯サーミスタ６６による検出温度が暖房用設定温度になるようにファン３７の回転速度およびガス比例弁４０の開度を調整するとともに、暖房ポンプＰ２を作動させて暖房端末からの熱媒を暖房戻り路４６および暖房往き路４７を通して循環させ、暖房用放熱部４２にて熱媒を加熱して暖房端末に供給するようにしている。
【００７０】
前記放熱運転における暖房・追焚き同時運転について具体的に説明すると、図４の実線矢印および点線矢印に示すように、湯水循環手段Ｅを暖房・追焚き同時循環状態に切り換え、かつ、貯湯サーミスタ６６による検出温度が暖房・追焚き同時用設定温度になるようにファン３７の回転速度およびガス比例弁４０の開度を調整するとともに、風呂ポンプＰ３を作動させて浴槽内の湯水を風呂戻り路１８および風呂往き路１９を通して循環させ、かつ、暖房ポンプＰ２を作動させて暖房端末からの熱媒を暖房戻り路４６および暖房往き路４７を通して循環させる。
そして、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４２にて加熱された熱媒を供給するようにしている。
【００７１】
前記給湯優先運転は、図５の実線矢印に示すように、湯水循環手段Ｅを給湯優先状態に切り換えて、補助加熱部３５を運転させ、補助加熱部３５にて加熱された湯水を上部接続路２５から給湯路６に給湯しながら、給湯設定温度、貯湯出口サーミスタ１３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給湯設定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、その検出温度と給湯設定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している。
【００７２】
貯湯タンク１内に最低確保量以上の湯が貯湯されている状態で、一般給湯路１６を通じての給湯要求が有ったときには、貯湯リモコンＲ２にて設定された給湯設定温度、貯湯出口サーミスタ１３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前記給湯設定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、その検出温度と前記給湯設定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、前記給湯設定温度の湯水を給湯する。
【００７３】
また、浴槽に湯張りを行うときには、貯湯タンク１内に貯湯されている湯水を給湯路６に給湯し、給湯優先運転と同様に、湯張り設定温度、貯湯出口サーミスタ１３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湯張り設定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、その検出温度と湯張り設定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とともに、湯張り電磁弁２２を開弁させ、ミキシングバブル８にて湯張り設定温度に調整された湯水を風呂戻り路１８および風呂往き路１９の両路から浴槽に供給し、浴槽内に湯張り設定量の湯水が供給されると、湯張り電磁弁２２を閉弁させるようにしている。
【００７４】
前記貯湯ユニットＡの制御動作について、図６〜図９のフローチャートに基づいて説明する。
エンジンヒートポンプ式冷暖房システムが運転状態において、貯湯タンク１の貯湯量が最低確保量未満の状態で給湯栓が開操作されて給湯中となると、給湯優先運転を実行し （ステップ１〜３）、貯湯タンク１の貯湯量が最低確保量以上であるか、または、給湯中でないときに、給湯優先運転を実行していると、補助加熱部３５の運転および循環ポンプＰ１の作動を停止させて給湯優先運転停止処理を実行する（ステップ４）。
そして、暖房要求や追焚き要求などの放熱要求があると、放熱運転を実行し、貯湯要求があると、貯湯運転を実行する（ステップ５〜８）。
【００７５】
前記放熱運転の制御動作について、図７のフローチャートに基づいて説明を加えると、貯湯タンク１の貯湯量が最低確保量未満であって、かつ、給湯栓が開操作されて給湯中であると、給湯優先運転を実行する（ステップ１１〜１３）。
貯湯タンク１の貯湯量が最低確保量以上であるか、または、給湯中でないときに、給湯優先運転を実行していると、補助加熱部３５の運転および循環ポンプＰ１の作動を停止させて給湯優先運転停止処理を実行する（ステップ１４）。
【００７６】
そして、追焚き要求がありかつ暖房要求がないときには、追焚き運転を実行し（ステップ１５〜１７）、追焚き要求および暖房要求の両要求があるときには、暖房・追焚き同時運転を実行し（ステップ１５，１６，１８）、追焚き要求がなくかつ暖房要求があるときには、暖房運転を実行する（ステップ１５，１９，２０）。
このようにして、追焚き要求および暖房要求のいずれかまたは両方が要求されているかによって、その要求に応えるべく、追焚き運転、暖房運転、暖房・追焚き同時運転の夫々の運転を実行し、追焚き要求および暖房要求の要求が満たされて要求が完了すると、湯水循環手段Ｅおよび補助加熱部３５の運転を停止させる放熱停止処理を実行する（ステップ２１，２２）。
【００７７】
前記貯湯運転の制御動作について、図８及び図９のフローチャートに基づいて説明を加えると、貯湯タンク１の貯湯量が最低確保量未満であって、かつ、給湯栓が開操作されて給湯中であると、給湯優先運転を実行する（ステップ３１〜３３）。
給湯栓が閉じ操作されて給湯が停止されると、補助加熱部３５の運転および循環ポンプＰ１の作動を停止させて給湯優先運転停止処理を実行する（ステップ３４）。
そして、追焚き要求または暖房要求のいずれかの放熱要求があると、放熱運転を実行し（ステップ３５，３６）、放熱要求がなければ、初期貯湯運転を実行する（ステップ３７）。
【００７８】
初期貯湯運転により貯湯タンク１の貯湯量が最低確保量以上になったとき、または、貯湯運転指令があったときに貯湯タンク１の貯湯量が最低確保量以上のときは、追焚き要求または暖房要求のいずれかの放熱要求があると、放熱運転を実行し（ステップ３１，３８，３９）、放熱要求がなければ、注湯量優先モード及び注湯温度優先モードのうちのいずれが指令されているかを判別して、指令されているモードでの貯湯運転を実行し（ステップ４０．４１，４２）、貯湯タンク１の貯湯量が目標貯湯量になると、設定時間貯湯タンク１への貯湯を継続したのち、補助加熱部３５の運転を停止させ、ヒートポンプ運転制御部Ｄに対してヒートポンプ駆動要求信号又は空調排熱要求信号を送信しているときはその送信を停止して加熱部５の加熱作動を停止させ、並びに、循環ポンプＰ１の作動を停止させると共に開弁している開閉弁を閉弁させて、湯水循環手段Ｅを停止させる貯湯運転停止処理を実行する（ステップ４３，４４）。
【００７９】
〔別実施形態〕
次に別実施形態を説明する。
（イ） 上記の実施形態においては、図１０に示す如き、貯湯量、注湯／貯湯温度差、最大注湯流量間の関係において、最大注湯流量をそれが飽和状態となる値として求め、注湯温度を、最大注湯流量が飽和状態となる最低の注湯／貯湯温度差と検出貯湯温度とから求めるように構成する場合について例示した。
これに代えて、加熱部４が、実施形態の如き注湯が可能なほどの加熱量を持たない場合は、加熱部４の加熱量を例えば最大に調節する状態で、図１０に示す条件から、最大注湯流量が飽和状態となる手前において、最大注湯流量及びその最大注湯量に対する注湯温度を求めるように構成しても良い。
【００８０】
（ロ） 貯湯量、注湯／貯湯温度差、最大注湯流量間の関係を作成するに当たっては、貯湯量を、上記の実施形態で例示した如き３段階に設定するのに限定されるものではなく、貯湯量を、所定の１個の値に設定しても良いし、２段階に設定しても良いし、４段階以上に細分化して設定しても良い。この場合は、設定した各貯湯量に対応する高さの位置に夫々、サーミスタを設ける。貯湯量を４段階以上に細分化して設定して、各貯湯量毎に最大注湯量を更新するようにすると、貯湯時間を更に短縮することができる。
【００８１】
（ハ） 貯湯量、注湯／貯湯温度差、最大注湯流量間の関係は、貯湯タンク１の仕様、例えば、容量や形状（特に、横断面積と高さ）により異なるので、各貯湯タンク１の仕様毎に求める必要がある。、
【００８２】
（ニ） 上記の実施形態においては、検出貯湯量が、最上部サーミスタＳ１にて検出される値、上部サーミスタＳ２にて検出される値、及び、中部サーミスタＳ３にて検出される値に変化する毎に、最大注湯量を更新する場合について例示した。これに加えて、最上部サーミスタＳ１にて検出される貯湯量と上部サーミスタＳ２にて検出される貯湯量との間の貯湯量、及び、上部サーミスタＳ２にて検出される貯湯量と中部サーミスタＳ３にて検出される貯湯量との間の貯湯量を、以前に設定した最大注湯量から推測して、この推測貯湯量に基づいて最大注湯量を増大更新するように構成すると、貯湯時間を更に短縮することができる。
【００８３】
（ホ） 上記の実施形態においては、貯湯量、注湯／貯湯温度差、最大注湯流量間の関係を貯湯ユニット制御部Ｃに記憶させる形態は、上記の実施形態において例示したマップデータに限定されるものではなく、例えば、式にて記憶させておいても良い。
【００８４】
（ヘ） 設定最低貯湯温度は、貯湯リモコンＲ２にて設定される給湯設定温度に所定量を加えた温度に設定する場合に限定されるものではなく、例えば、貯湯リモコンＲ２にて設定される給湯設定温度を平均した温度に設定しても良い。
【００８５】
（ト） 上記の実施形態においては、注湯量優先モードと注湯温度優先モードを択一的に実行可能なように構成する場合について例示したが、注湯量優先モード及び注湯温度優先モードのうちのいずれか一方のみを実行可能なように構成しても良い。ちなみに、注湯温度優先モードのみを実行可能に構成する場合は、設定給湯温度にて給湯するための構成、即ち、貯湯タンク１の湯水と混合用給水路７からの水とを混合するためのミキシングバルブ８等から成る構成を省略することができる。
【００８６】
（チ） 上記の実施形態においては、本発明にかかる貯湯式の給湯熱源装置を、エンジンヒートポンプ式冷暖房装置Ｂを備えたエンジンヒートポンプ式冷暖房給湯システムに適用した場合において、前記加熱部４を、ヒートポンプ式加熱部３３とエンジン排熱利用式加熱部３４と補助加熱部３５とから構成する場合について例示したが、補助加熱部３５を省略して、エンジンヒートポンプ式冷暖房装置Ｂの出力を調節することにより、ヒートポンプ式加熱部３３の加熱量を調節自在に構成しても良い。
あるいは、エンジンヒートポンプ式冷暖房装置Ｂを備えない貯湯式の給湯熱源装置に適用して、前記加熱部４を補助加熱部３５のみにて構成しても良い。
【図面の簡単な説明】
【図１】貯湯ユニットの構成、及び、貯湯運転での湯水の流れを示す図
【図２】エンジンヒートポンプ式冷暖房装置の構成を示す図
【図３】エンジンヒートポンプ式冷暖房給湯システムの制御構成を示すブロック図
【図４】貯湯ユニットにおける放熱運転での湯水の流れを示す図
【図５】貯湯ユニットにおける給湯優先運転での湯水の流れを示す図
【図６】貯湯ユニットの制御動作のフローチャートを示す図
【図７】放熱運転における制御動作のフローチャートを示す図
【図８】貯湯運転における制御動作のフローチャートを示す図
【図９】貯湯運転における制御動作のフローチャートを示す図
【図１０】貯湯量、注湯／貯湯温度差、最大注湯流量間の関係を示す図
【符号の説明】
１ 貯湯タンク
４ 加熱手段
６ 給湯路
Ｅ 湯水循環手段
Ｑ 貯湯量検出手段
Ｒ２ 指令手段
Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３，Ｓ４ 温度センサ
Ｔ 貯湯温度検出手段
Ｕ 制御手段

Claims (4)

1. 給湯路が上部に接続された貯湯タンクと、
   その貯湯タンク内に湯水が温度成層を形成して貯湯されるように、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、その湯を前記貯湯タンクの上部に注湯するように湯水を循環させ、且つ、前記貯湯タンクへの注湯量を調節自在な湯水循環手段と、
   その湯水循環手段及び前記加熱手段の作動を制御する制御手段とが設けられた貯湯式の給湯熱源装置であって、
   前記貯湯タンク内の貯湯量を検出する貯湯量検出手段と、
   前記貯湯タンク内の貯湯温度を検出する貯湯温度検出手段とが設けられ、
   前記制御手段に、前記貯湯タンク内の貯湯量及び前記貯湯タンク内の貯湯温度から、前記温度成層を乱さない状態で前記貯湯タンクに注湯するための、最大注湯量及び注湯温度を求める条件が記憶され、
   前記制御手段は、記憶している前記条件、前記貯湯量検出手段による検出貯湯量、及び、前記貯湯温度検出手段による検出貯湯温度に基づいて、最大注湯量及びその最大注湯量に対する注湯温度を求めて、求めた最大注湯量及び注湯温度にて注湯するように、前記湯水循環手段の注湯量調節作動及び前記加熱手段の加熱量調節作動を制御するように構成されている貯湯式の給湯熱源装置。
2. 給湯路が上部に接続された貯湯タンクと、
   その貯湯タンク内に湯水が温度成層を形成して貯湯されるように、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、その湯を前記貯湯タンクの上部に注湯するように湯水を循環させ、且つ、前記貯湯タンクへの注湯量を調節自在な湯水循環手段と、
   その湯水循環手段及び前記加熱手段の作動を制御する制御手段とが設けられた貯湯式の給湯熱源装置であって、
   前記貯湯タンク内の貯湯量を検出する貯湯量検出手段と、
   前記貯湯タンク内の貯湯温度を検出する貯湯温度検出手段とが設けられ、
   前記制御手段に、前記貯湯タンク内の貯湯量及び前記貯湯タンク内の貯湯温度から、前記温度成層を乱さない状態で前記貯湯タンクに注湯するための、最大注湯量及び注湯温度を求める条件が記憶され、
   前記制御手段は、設定注湯温度にて注湯するときに、記憶している前記条件、前記貯湯量検出手段による検出貯湯量、及び、前記貯湯温度検出手段による検出貯湯温度に基づいて、前記設定注湯温度に対応する最大注湯量を求めて、求めた最大注湯量及び前記設定注湯温度にて注湯するように、前記湯水循環手段の注湯量調節作動及び前記加熱手段の加熱量調節作動を制御するように構成されている貯湯式の給湯熱源装置。
3. 給湯路が上部に接続された貯湯タンクと、
   その貯湯タンク内に湯水が温度成層を形成して貯湯されるように、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、その湯を前記貯湯タンクの上部に注湯するように湯水を循環させ、且つ、前記貯湯タンクへの注湯量を調節自在な湯水循環手段と、
   その湯水循環手段及び前記加熱手段の作動を制御する制御手段とが設けられた貯湯式の給湯熱源装置であって、
   前記貯湯タンク内の貯湯量を検出する貯湯量検出手段と、
   前記貯湯タンク内の貯湯温度を検出する貯湯温度検出手段とが設けられ、
   前記制御手段に、前記貯湯タンク内の貯湯量及び前記貯湯タンク内の貯湯温度から、前記温度成層を乱さない状態で前記貯湯タンクに注湯するための、最大注湯量及び注湯温度を求める条件が記憶され、
   前記制御手段は、記憶している前記条件、前記貯湯量検出手段による検出貯湯量、及び、前記貯湯温度検出手段による検出貯湯温度に基づいて、最大注湯量及びその最大注湯量に対する注湯温度を求めて、求めた最大注湯量及び注湯温度にて注湯するように、前記湯水循環手段の注湯量調節作動及び前記加熱手段の加熱量調節作動を制御する注湯量優先運転と、
   設定注湯温度にて注湯するときに、記憶している前記条件、前記貯湯量検出手段による検出貯湯量、及び、前記貯湯温度検出手段による検出貯湯温度に基づいて、前記設定注湯温度に対応する最大注湯量を求めて、求めた最大注湯量及び前記設定注湯温度にて注湯するように、前記湯水循環手段の注湯量調節作動及び前記加熱手段の加熱量調節作動を制御する注湯温度優先運転とを択一的に実行可能なように構成され、
   前記制御手段に前記注湯量優先運転及び前記注湯温度優先運転のいずれを実行するかを指令する指令手段が設けられている貯湯式の給湯熱源装置。
4. 前記貯湯量検出手段が、前記貯湯タンク内の湯水の温度を検出する複数の温度センサを上下方向に分散して配置して、それら温度センサのうちで設定温度以上の温度を検出する最下位のセンサがいずれであるかにより、貯湯量を検出するように構成され、
   前記複数の温度センサのうちの最上位の温度センサを、前記貯湯温度検出手段として機能させるように構成されている請求項１〜３のいずれか１項に記載の貯湯式の給湯熱源装置。

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