JP4169454B2 - 貯湯式の給湯熱源装置 - Google Patents
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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、前記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ヒートポンプ式加熱器にて加熱したのち、その温水を前記貯湯タンクの上部に供給する形態の貯湯運転状態で湯水を循環させる湯水循環手段と、前記ヒートポンプ式加熱器による湯水の沸き上げ温度を貯湯目標温度範囲の温度に維持すべく、前記湯水循環手段による湯水の循環量を増減制御する循環制御手段と、前記ヒートポンプ式加熱器における冷媒圧力が設定目標圧力になるように冷媒圧縮機の回転速度を制御するヒートポンプ運転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】
貯湯式の給湯熱源装置としては、従来、例えば特開昭５９−２４１３７号公報に記載されているように、貯湯タンクの底部から取り出した湯水をヒートポンプ式加熱器にて貯湯目標温度範囲の沸き上げ温度に加熱したのち、その温水を貯湯タンクの上部に供給することにより、貯湯目標温度範囲の沸き上げ温度の湯水を貯湯タンク内に温度成層を形成して貯湯できるようにしたものがある。
そして、上記従来の貯湯式の給湯熱源装置においては、一般に、ヒートポンプ式加熱器による湯水の沸き上げ温度を貯湯目標温度範囲の温度に維持すべく、湯水循環手段による湯水の循環量を増減制御する循環制御手段と、ヒートポンプ式加熱器における冷媒圧力が設定目標圧力になるように冷媒圧縮機の回転速度を制御するヒートポンプ運転制御手段とが設けられ、ヒートポンプ運転制御手段は、冷媒圧力が設定目標圧力になるように冷媒圧縮機の回転速度を制御することにより、加熱対象となる湯水を貯湯目標温度範囲の沸き上げ温度に加熱するのに必要とする加熱力をヒートポンプ式加熱器が出力する状態になるように調整することになる。
ちなみに、この回転速度制御は、検出した冷媒圧力と設定目標圧力との偏差に基づいてフィードバック制御されることになり、その制御における時定数は充分大きく設定されて、回転速度の増減変更は緩やかな速度で行われることになる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、従来の貯湯式の給湯熱源装置では、一方では、循環制御手段が、ヒートポンプ式加熱器の運転状態に応じて、そのヒートポンプ式加熱器による湯水の沸き上げ温度を貯湯目標温度範囲の温度に維持すべく、湯水循環手段による湯水の循環量を増減制御しており、他方では、ヒートポンプ運転制御手段が、湯水を貯湯目標温度範囲の沸き上げ温度に加熱するのに必要とする加熱力をヒートポンプ式加熱器が出力できるように、冷媒圧縮機の回転速度を制御している。
この為、ヒートポンプ運転制御手段は、湯水を貯湯目標温度範囲の沸き上げ温度に加熱するのに必要とする加熱力をヒートポンプ式加熱器が出力できておれば、ヒートポンプ式加熱器に運転余力があっても、ヒートポンプ式加熱器の運転余力を引き出すような制御は行わず、また、循環制御手段も、湯水の沸き上げ温度を貯湯目標温度範囲の温度に維持できておれば、湯水の循環量を増大させるような制御を行わないので、ヒートポンプ式加熱器の運転能力を充分活用して能率良く貯湯できない欠点がある。
本発明は上記実情に鑑みてなされたものであって、ヒートポンプ式加熱器の運転能力を充分活用して能率良く貯湯できるようにすることを目的とする。
【０００４】
【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、給湯路が上部に接続された貯湯タンクと、前記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ヒートポンプ式加熱器にて加熱したのち、その温水を前記貯湯タンクの上部に供給する形態の貯湯運転状態で湯水を循環させる湯水循環手段と、前記ヒートポンプ式加熱器による湯水の沸き上げ温度を貯湯目標温度範囲の温度に維持すべく、前記湯水循環手段による湯水の循環量を増減制御する循環制御手段と、前記ヒートポンプ式加熱器における冷媒圧力が設定目標圧力になるように冷媒圧縮機の回転速度を制御するヒートポンプ運転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、
前記循環制御手段が、前記沸き上げ温度が前記貯湯目標温度範囲の温度であり、かつ、前記冷媒圧力及び前記冷媒圧縮機を駆動するエンジンの回転数又は前記冷媒圧縮機の回転数に基づいて前記ヒートポンプ式加熱器に運転余力が有ると判別したときには、前記湯水の循環量を設定量増大させて設定時間待機する循環量増大制御を繰り返し実行するように構成されている点にある。
〔作用〕
循環制御手段は、沸き上げ温度が貯湯目標温度範囲の温度であっても、ヒートポンプ式加熱器に運転余力が有るときには、湯水の循環量を設定量増大させて設定時間待機する循環量増大制御を繰り返し実行する。
このため、ヒートポンプ運転制御手段は、設定量増大させた循環量に対応して、ヒートポンプ式加熱器における冷媒圧力が設定目標圧力になるように冷媒圧縮機の回転速度を制御することになるので、循環制御手段は、湯水の循環量を設定量増大させてから設定時間待機して、その設定量増大させた循環量の湯水を貯湯目標温度範囲の沸き上げ温度に加熱するのに必要とする加熱力をヒートポンプ式加熱器が出力できるかどうかを見る状態で、充分な加熱力をヒートポンプ式加熱器が出力できない状態になるまで、つまり、ヒートポンプ式加熱器の運転余力が無くなって貯湯目標温度範囲の沸き上げ温度を維持できなくなるまで、循環量を設定量ずつ徐々に増大させることができる。
〔効果〕
ヒートポンプ式加熱器に運転余力があれば、その運転余力を無駄にすることなく、湯水の循環量を増大させて貯湯できるので、ヒートポンプ式加熱器の運転能力を充分活用して能率良く貯湯できる。
【０００５】
請求項２記載の発明の特徴構成は、前記循環制御手段が、前記循環量増大制御を実行したあと、前記沸き上げ温度が前記貯湯目標温度範囲の温度よりも低く、かつ、前記冷媒圧力及び前記冷媒圧縮機を駆動するエンジンの回転数又は前記冷媒圧縮機の回転数に基づいて前記ヒートポンプ式加熱器の運転余力が無いと判別したときは、前記沸き上げ温度が前記貯湯目標温度範囲の温度になるように、前記湯水の循環量を設定量減少させて設定時間待機する循環量減少制御を繰り返し実行するように構成されている点にある。
〔作用〕
循環制御手段は、循環量増大制御を実行したあと、前記沸き上げ温度が貯湯目標温度範囲の温度よりも低く、かつ、ヒートポンプ式加熱器の運転余力が無いときは、つまり、ヒートポンプ式加熱器の運転余力が無くなって貯湯目標温度範囲の沸き上げ温度を維持できなくなると、沸き上げ温度が貯湯目標温度範囲の温度になるように、湯水の循環量を設定量減少させて設定時間待機する循環量減少制御を繰り返し実行する。
このため、ヒートポンプ運転制御手段は、設定量減少させた循環量に対応して、ヒートポンプ式加熱器における冷媒圧力が設定目標圧力になるように冷媒圧縮機の回転速度を制御することになるので、循環制御手段は、湯水の循環量を設定量減少させてから設定時間待機して、その設定量減少させた循環量の湯水を貯湯目標温度範囲の沸き上げ温度に加熱するのに必要とする加熱力をヒートポンプ式加熱器が出力できるかどうかを見る状態で、充分な加熱力をヒートポンプ式加熱器が出力できる状態になるまで、つまり、貯湯目標温度範囲の沸き上げ温度を維持できるようになるまで、循環量を設定量ずつ徐々に減少させることができる。
〔効果〕
湯水の循環量を設定量ずつ徐々に増大させて、ヒートポンプ式加熱器の運転余力を引き出しながら、ヒートポンプ式加熱器の運転余力がなくなると、貯湯目標温度範囲の沸き上げ温度を維持できるようになるまで、湯水の循環量を減少させて貯湯できるので、ヒートポンプ式加熱器の運転能力を最大限に引き出し易い。
【０００６】
請求項３記載の発明の特徴構成は、前記湯水循環手段が、前記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ヒートポンプ式加熱器と補助加熱器とを併用して加熱したのち、又は、前記ヒートポンプ式加熱器に代えて前記補助加熱器にて加熱したのち、その温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補助加熱貯湯運転状態に切り換え自在に構成され、前記循環制御手段が、前記貯湯運転状態において、前記沸き上げ温度が前記貯湯目標温度範囲の温度よりも低く、前記ヒートポンプ式加熱器に運転余力が無く、湯水の循環量が、前記貯湯運転状態で循環させる湯水の最低流量として設定した設定最低流量よりも少ないときには、前記補助加熱貯湯運転状態に切り換えて前記湯水循環手段の運転を制御するように構成されている点にある。
〔作用〕
循環制御手段は、貯湯運転状態において、沸き上げ温度が貯湯目標温度範囲の温度よりも低く、ヒートポンプ式加熱器に運転余力が無く、湯水の循環量が、貯湯運転状態で循環させる湯水の最低流量として設定した設定最低流量よりも少ないときには、湯水循環手段を補助加熱貯湯運転状態に切り換えてその湯水循環手段の運転を制御する。
つまり、湯水の循環量が設定最低流量よりも少なくて、循環量を減少させて沸き上げ温度を貯湯目標温度範囲の温度に維持することができず、ヒートポンプ式加熱器の運転余力も無いときは、ヒートポンプ式加熱器と補助加熱器とを併用して、又は、ヒートポンプ式加熱器に代えて補助加熱器にて加熱した湯水を貯湯タンクの上部に供給して貯湯できる。
〔効果〕
ヒートポンプ式加熱器による加熱では沸き上げ温度を貯湯目標温度範囲の温度に維持することができないときでも、貯湯目標温度範囲の沸き上げ温度の湯水を貯湯することができる。
【０００７】
【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の実施の形態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。
〔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，図２に示すように、貯湯タンク１内に温度成層を形成して貯湯された湯水を給湯したり、貯湯タンク内１の湯水を加熱して外部放熱部２にて放熱したりする貯湯ユニットＡと、室内の冷暖房をする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。
【０００８】
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内の湯水を循環させる循環路３を備えた湯水循環手段Ｅ、循環路３を通流する湯水を加熱する加熱部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の作動で貯湯タンク１内の湯水を循環路３にて循環させながら、加熱部４にて加熱したり、外部放熱部２にて放熱したりするようにしている。
【０００９】
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。
また、貯湯タンク１の内側には、貯湯タンク１内の湯水の温度を検出する４個の温度センサとしての貯湯温度サーミスタＳ１，Ｓ２，Ｓ３，Ｓ４が上下に分散配置して設けられている。
【００１０】
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。
【００１１】
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。
【００１２】
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給湯栓に給湯する一般給湯路１６と、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。
【００１３】
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。
【００１４】
そして、上部接続路２５には、電磁式の上部開閉弁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。
【００１５】
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器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器３４と、バーナ３６の燃焼により湯水を加熱する補助加熱器３５とを設けて構成されている。
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器３３、エンジン排熱利用式加熱器３４、補助加熱器３５が設けられている。
【００１６】
前記補助加熱器３５は、ガス燃焼式のバーナ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、上流側から順にガスセフティ弁３９、ガス比例弁４０、ガスメイン弁４１が設けられている。
【００１７】
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熱交換部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熱交換部４３とを設けて構成されている。
そして、循環路３が、暖房用熱交換部４２を備えた暖房用循環路３ａと、風呂用熱交換部４３を備えた風呂用循環路３ｂとに分岐され、暖房用熱交換部４２と風呂用熱交換部４３とが並列に接続されている。
また、暖房用循環路３ａには、暖房用熱交換部４２よりも湯水の循環方向の上流側に電磁式の暖房用開閉弁４４が設けられ、風呂用循環路３ｂには、風呂用熱交換部４３よりも湯水の循環方向の上流側に電磁式の風呂用開閉弁４５が設けられている。
【００１８】
前記暖房用熱交換部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を通して循環する暖房用熱媒を、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、上流側から順に、暖房戻り路４６の暖房用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の暖房用熱媒の温度を検出する暖房往きサーミスタ５０が設けられている。
【００１９】
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の暖房用熱媒を暖房用熱交換部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。
【００２０】
前記風呂用熱交換部４３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。
そして、風呂戻り路１８には、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が設けられている。
【００２１】
前記循環路３における戻り路２６との接続箇所と取り出し路２７との接続箇所との間には、外部放熱部２を通過した湯水のヒートポンプ式加熱器３３への通流を断続する電磁式のヒートポンプ用開閉弁６０が設けられ、エンジン排熱利用式加熱器３４と補助加熱器３５との間の部分に、補助加熱器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量Ｑを検出する循環量センサ６２、循環ポンプＰ１、補助加熱器３５への湯水の通流を断続する電磁式の補助用断続開閉弁６３が設けられている。
【００２２】
前記循環路３における補助用断続開閉弁６３と補助加熱器３５との間には、補助加熱器３５に通流する湯水の循環量Ｑを検出する水量センサ６４が設けられ、循環路３における補助加熱器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量Ｑを調整する水比例バルブ６５、加熱部４にて加熱された後の循環路３の湯水の沸き上げ温度Ｔａを検出する貯湯サーミスタ６６が設けられている。
【００２３】
また、循環路３には、外部放熱部２を通過した湯水をヒートポンプ式加熱器３３を迂回してエンジン排熱利用式加熱器３４に流入させるためのヒートポンプ用バイパス路６７と、エンジン排熱利用式加熱器３４を通過した湯水を補助加熱器３５を迂回して循環させるための補助用バイパス路６８とが接続され、ヒートポンプ用バイパス路６７には、電磁式のヒートポンプバイパス開閉弁６９が設けられ、補助用バイパス路６８には、電磁式の補助バイパス開閉弁７０が設けられている。
【００２４】
そして、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、循環ポンプＰ１、および、上部開閉弁２８、暖房用開閉弁４４、風呂用開閉弁４５、戻し開閉弁２９、ヒートポンプ用開閉弁６０、ヒートポンプバイパス開閉弁６９、補助用断続開閉弁６３、補助バイパス開閉弁７０などにより構成され、上部開閉弁２８、暖房用開閉弁４４、風呂用開閉弁４５、戻し開閉弁２９、ヒートポンプ用開閉弁６０、ヒートポンプバイパス開閉弁６９、補助用断続開閉弁６３、補助バイパス開閉弁７０の開閉操作により、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の底部に戻す形態の貯湯初期運転状態で湯水を循環させる貯湯初期運転と、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の上部に供給する形態の貯湯運転状態で湯水を循環させる貯湯運転と、加熱部４にて加熱した湯水を外部放熱部２に供給し、かつ、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に直接戻す形態の放熱運転状態で湯水を循環させる放熱運転とに切り換え自在に構成されている。
【００２５】
また、循環調整手段Ｆが、給水サーミスタ９，入り温度サーミスタ６１，循環量センサ６２，水比例バルブ６５、貯湯サーミスタ６６，貯湯温度サーミスタＳ１，Ｓ２，Ｓ３，Ｓ４などにより構成され、給湯操作手段Ｇが、貯湯出口サーミスタ１３、ミキシングバルブ８、給湯用水比例バルブ１５、給湯流量センサ２０、湯張り流量センサ２１、湯張り電磁弁２２などにより構成され、風呂操作手段Ｈが、水位センサ５６、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などで構成され、暖房操作手段Ｊが、暖房戻りサーミスタ４８、暖房ポンプＰ２、暖房往きサーミスタ５０などで構成されている。
【００２６】
前記貯湯ユニット制御部Ｃは、上部開閉弁２８、暖房用開閉弁４４、風呂用開閉弁４５、戻し開閉弁２９、ヒートポンプ用開閉弁６０、ヒートポンプバイパス開閉弁６９、補助用断続開閉弁６３、補助バイパス開閉弁７０の夫々を開閉制御することにより、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の底部に戻したり、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の上部に戻したり、循環路３を加熱部４と外部放熱部２とに亘って循環させたりするように構成されている。
【００２７】
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７１と室外機７２とを備えて、複数の空調対象空間を空調することができるように構成され、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器３３とが冷媒配管７３で接続され、エンジンヒートポンプ式冷暖房装置Ｂにおける冷媒をヒートポンプ式加熱器３３に供給できるように構成されている。
前記複数の室内機７１の夫々には、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などが備えられている。
【００２８】
前記室外機７２には、電子膨張弁７４，８９、ガスエンジン７７、ガスエンジン７７にて駆動される冷媒圧縮機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８２に対し外気を通風する室外空調用送風機８２、ラジエータ８３、ラジエータ用送風機８４、ヒートポンプ運転制御部Ｄなどが備えられている。
また、ガスエンジン７７の冷却用の冷却水をラジエータ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にラジエター用ポンプＰ４とエンジン出口側での冷却水温度を検出する冷却水温度サーミスタ９５が設けられ、ガスエンジン７７の排熱を回収した冷却水を、加熱用冷却水路９１を通してエンジン排熱利用式加熱器３４に供給する加熱状態と、ラジエータ８３に供給して放熱される放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。
【００２９】
そして、ヒートポンプ運転手段Ｋが、ガスエンジン７７、電子膨張弁７４，８９、室内空調用送風機７６、冷媒圧縮機７８、四方弁８０、室外空調用送風機８２、低圧側の冷媒圧力を検出する低圧検出手段８７、高圧側の冷媒圧力を検出する高圧検出手段８８などにより構成され、冷却水循環手段Ｌが、冷却水路８５、加熱用冷却水路９１、ラジエータ用ポンプＰ４、ラジエータ用送風機８４、排熱切換機構８６、冷却水温度サーミスタ９５などにより構成されている。
【００３０】
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、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、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９３および貯湯リモコン９２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運転制御を実行する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の運転について説明すると、空調リモコン９３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９３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。
【００３２】
すなわち、ヒートポンプ運転制御部Ｄは、空調リモコン９３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９３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。
【００３３】
尚、ヒートポンプ運転制御部Ｄは、空調冷房運転においても、空調暖房運転においても、冷媒圧力が設定目標圧力になるように、冷媒圧縮機７８の回転速度を、検出した冷媒圧力と設定目標圧力との偏差に基づいてフィードバック制御し、その制御における時定数は充分大きく設定されていて、回転速度の増減変更は緩やかな速度で行われる。
【００３４】
そして、冷却水循環手段Ｌは、空調冷房運転において、ラジエータ用ポンプＰ４を作動させ、ラジエータ用送風機８４を作動させラジエータ８３にて放熱させるようにし、エンジン排熱利用式加熱器３４にて加熱可能なときには、冷却水路８５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器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、ラジエータ用ポンプＰ４を作動させ、ラジエータ用送風機８４を作動させラジエータ８３にて放熱させるようにし、エンジン排熱利用式加熱器３４にて加熱可能なときには、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になると、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器３４に供給するようにしている。
【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、ヒートポンプ運転制御部Ｄは、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の回転速度を制御するようにしている。
また、空調冷房運転において、ヒートポンプ運転制御部Ｄ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器３４に供給し、循環路３を通流する湯水をエンジン排熱で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、冷媒圧縮機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を介して冷媒圧縮機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、ヒートポンプ運転制御部Ｄは、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、加熱用冷媒配管９０を通してヒートポンプ式加熱器３３に高圧冷媒を供給する加熱用運転により、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、電子膨張弁７４，８９が所定開度になるように制御する初期制御を行い、高圧検出手段８８の検出圧力が目標圧力になるように、ガスエンジン７７の回転数を増減して、冷媒圧縮機７８の回転速度を制御し、冷媒圧縮機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器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器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。
【００３９】
そして、室内熱交換器７５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に供給するとともに、ヒートポンプ式加熱器３３から送出される凝縮工程通過冷媒を、電子膨張弁８９を介して室外熱交換器８１に供給して、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を介して冷媒圧縮機７８の吸入口に戻す。
【００４０】
尚、電子膨張弁７４，８９の初期制御が完了したあとは、室内熱交換器７５やヒートポンプ式加熱器３３の下流側における冷媒温度を冷媒温度センサ９６で検出して、この検出温度が飽和液温度から所定値を引いた目標温度になるように、電子膨張弁７４，８９の開度を調整するサブクール制御を実行する。
つまり、サブクール制御は、室内熱交換器７５やヒートポンプ式加熱器３３で凝縮して放熱し、その結果、冷却された冷媒の温度を冷媒温度センサ９６で検出して、その検出温度が、高圧検出手段８８で検出した検出圧力を基にして予めメモリに記憶されているデータから求まる飽和液温度よりも、所定値( サブクール値) だけ低くなるように電子膨張弁７４，８９の開度を調整する。
【００４１】
そして、飽和液温度から所定値を引いた目標温度に対して冷媒温度センサ９６による検出温度が高いほど、電子膨張弁７４，８９の開度を小さくすることにより、冷媒の循環量が減少して、その分、所定冷媒量当たりの放熱量が増加して冷媒温度センサ９６による検出温度が低下し、かつ、高圧検出手段８８による検出圧力が増加して飽和液温度が上昇して、冷媒温度センサ９６による検出温度を目標温度と略同等にすることができる。
また、目標温度に対して冷媒温度センサ９６による検出温度が低いほど、電子膨張弁７４，８９の開度を大きくすることにより、冷媒の循環量が増加して、その分、所定冷媒量当たりの放熱量が減少して冷媒温度センサ９６による検出温度が上昇し、かつ、高圧検出手段８８による検出圧力が減少して飽和液温度が低下して、冷媒温度センサ９６による検出温度を目標温度と略同等にすることができる。
【００４２】
また、貯湯ユニット制御部Ｃには、貯湯タンク１内の貯湯量Ｒを検出する貯湯量検出手段Ｍや、貯湯タンク１に貯湯する目標貯湯量Ｒａを設定する目標貯湯量設定手段Ｎなどが設けられている。
前記貯湯量検出手段Ｍと目標貯湯量設定手段Ｎはプログラム形式で設けられ、貯湯量検出手段Ｍは、貯湯温度サーミスタＳ１，Ｓ２，Ｓ３，Ｓ４のうちで貯湯設定温度Ｔｅ以上の温度を検出する最下位の貯湯温度サーミスタがいずれの貯湯温度サーミスタＳ１，Ｓ２，Ｓ３，Ｓ４であるかにより、その貯湯温度サーミスタＳ１，Ｓ２，Ｓ３，Ｓ４の検出位置に対応する量として予め設定されている量の湯水を貯湯量Ｒとして検出するように構成され、目標貯湯量設定手段Ｎは、４個の貯湯温度サーミスタＳ１，Ｓ２，Ｓ３，Ｓ４のいずれかに対応する貯湯量Ｒを目標貯湯量Ｒａとして設定するように構成されている。
【００４３】
そして、最上部の貯湯温度サーミスタＳ１に対応する貯湯量Ｒが最低確保量Ｒmin として、上から２番目の貯湯温度サーミスタＳ２に対応する貯湯量Ｒが小貯湯量Ｒs として、上から３番目の貯湯温度サーミスタＳ３に対応する貯湯量Ｒが中貯湯量Ｒm として、また、最下部の貯湯温度サーミスタＳ４に対応する貯湯量Ｒが最大貯湯量Ｒmax として、夫々、予め設定されている。
ちなみに、本実施形態では、最低確保量Ｒmin が１７リットル、小貯湯量Ｒs が３０リットル、中貯湯量Ｒm が７０リットル、最大貯湯量Ｒmax が１１３リットルとして設定されている。
【００４４】
次に、貯湯ユニットＡの運転について説明すると、貯湯リモコン９２の要求指令やヒートポンプ運転手段Ｋの運転状態などに基づいて、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、補助加熱器３４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運転を実行するように構成されている。
【００４５】
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、貯湯運転状態としてのヒートポンプ貯湯運転状態( 以下、ＨＰ貯湯運転状態という) および補助加熱貯湯運転状態、貯湯初期運転状態としてのヒートポンプ貯湯初期運転状態( 以下、ＨＰ貯湯初期運転状態という) 、補助加熱貯湯初期運転状態の夫々に切り換えられ、外部放熱部２にて放熱するときに、追焚き運転状態、暖房運転状態、追焚き・暖房同時運転状態の夫々に切り換えられるように構成されている。
【００４６】
そして、貯湯タンク１に湯水を貯湯するときには、ヒートポンプ式加熱器３３または補助加熱器３５にて加熱された湯水の温度が貯湯許容温度に満たないときには、ＨＰ貯湯初期運転状態または補助加熱貯湯初期運転状態に切り換えて貯湯タンク１内の湯水を循環させ、ヒートポンプ式加熱器３３または補助加熱器３５にて加熱された湯水の温度が貯湯許容温度になると、ＨＰ貯湯運転状態または補助加熱貯湯運転状態に切り換えて貯湯タンク１に貯湯するようにしている。
また、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、追焚き運転状態に切り換え、暖房要求のみの要求があると、暖房運転状態に切り換え、追焚き要求および暖房要求の両要求があると、追焚き・暖房同時運転状態に切り換えるようにしている。
【００４７】
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、暖房用開閉弁４４、風呂用開閉弁４５、ヒートポンプ用開閉弁６０、補助用断続開閉弁６３、ヒートポンプバイパス開閉弁６９，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。
【００４８】
前記ＨＰ貯湯運転状態においては、上部開閉弁２８および補助バイパス開閉弁７０を開弁させるとともに、循環ポンプＰ１を作動させ、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ヒートポンプ式加熱器３３にて加熱したのち、その温水を補助加熱器３５を迂回して貯湯タンク１の上部に戻すようにしている。
前記補助加熱貯湯運転状態においては、上部開閉弁２８および補助用断続開閉弁６３を開弁させるとともに、循環ポンプＰ１を作動させ、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補助加熱器３５にて加熱したのち、その温水を貯湯タンク１の上部に戻すようにしている。
【００４９】
前記ＨＰ貯湯初期運転状態においては、戻し開閉弁２９、暖房用開閉弁４４および補助バイパス開閉弁７０を開弁させるとともに、循環ポンプＰ１を作動させ、貯湯タンク１の底部から取り出した湯水をヒートポンプ式加熱器３３にて加熱したのち、その湯水を補助加熱器３５を迂回して貯湯タンク１の底部に戻すようにしている。
前記補助加熱貯湯初期運転状態においては、戻し開閉弁２９、暖房用開閉弁４４および補助用断続開閉弁６３を開弁させるとともに、循環ポンプＰ１を作動させ、貯湯タンク１の底部から取り出した湯水を補助加熱器３５にて加熱したのち、その湯水を貯湯タンク１の底部に戻すようにしている。
【００５０】
前記追焚き運転状態においては、ヒートポンプ式加熱器３３にて加熱するときは、風呂用開閉弁４５、ヒートポンプ用開閉弁６０および補助バイパス開閉弁７０を開弁させるとともに、循環ポンプＰ１を作動させて、ヒートポンプ式加熱器３３にて加熱された温水を風呂用熱交換部４３にて放熱させたのち、その全量を貯湯タンク１を迂回してヒートポンプ式加熱器３３に戻し、補助加熱器３５にて加熱するときは、風呂用開閉弁４５、補助用断続開閉弁６３およびヒートポンプバイパス開閉弁６９を開弁させるとともに、循環ポンプＰ１を作動させて、補助加熱器３５にて加熱された温水を風呂用熱交換部４３にて放熱させたのち、その全量を貯湯タンク１とヒートポンプ式加熱器３３とを迂回して補助加熱器３５に戻すようにしている。
【００５１】
前記暖房運転状態においては、暖房用開閉弁４４、補助用断続開閉弁６３およびヒートポンプバイパス開閉弁６９を開弁させるとともに、循環ポンプＰ１を作動させ、補助加熱器３５にて加熱された温水を暖房用熱交換部４２にて放熱させたのち、その全量を貯湯タンク１とヒートポンプ式加熱器３３とを迂回して補助加熱器３５に戻すようにしている。
前記追焚き・暖房同時運転状態においては、暖房用開閉弁４４、風呂用開閉弁４５、補助用断続開閉弁６３およびヒートポンプバイパス開閉弁６９を開弁させるとともに、循環ポンプＰ１を作動させ、補助加熱器３５にて加熱された温水を風呂用熱交換部４３および暖房用熱交換部４２にて放熱させたのち、その全量を貯湯タンク１とヒートポンプ式加熱器３３とを迂回して補助加熱器３５に戻すようにしている。
【００５２】
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。
前記貯湯運転は、エンジンヒートポンプ式冷暖房装置Ｂが空調暖房運転中であるか否かにより、ヒートポンプ貯湯運転( 以下、ＨＰ貯湯運転という) または補助加熱貯湯運転のいずれかを選択して実行され、エンジンヒートポンプ式冷暖房装置Ｂが空調暖房運転中に貯湯リモコン９２から指令される加熱要求としての貯湯要求があると、補助加熱器３５を運転させて貯湯する補助加熱貯湯運転を実行させて補助加熱優先運転を実行し、エンジンヒートポンプ式冷暖房装置Ｂが空調暖房運転中ではないときに貯湯要求があると、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貯湯するＨＰ貯湯運転を実行させてヒートポンプ優先運転を実行するように構成されている。
【００５３】
そして、エンジンヒートポンプ式冷暖房装置Ｂが空調暖房運転中に空調リモコン９３からの空調暖房要求が解除された状態において、貯湯要求があると、エンジンヒートポンプ式冷暖房装置Ｂの運転を継続したままＨＰ貯湯運転を実行するように構成されている。
また、ＨＰ貯湯運転中に、エンジンヒートポンプ式冷暖房装置Ｂへの空調暖房要求があると、ガスエンジン７７の回転速度や暖房要求されている部屋の暖房負荷などに基づいて、ＨＰ貯湯運転を継続している状態でのエンジンヒートポンプ式冷暖房装置Ｂの空調能力が空調負荷に対して余裕があるのか不足しているのかを判別し、空調能力に余裕があるときには、ＨＰ貯湯運転を継続するとともに、エンジンヒートポンプ式冷暖房装置Ｂにて空調暖房運転させる空調追加運転を実行し、空調能力が不足しているときには、ＨＰ貯湯運転から補助加熱貯湯運転に切り換えかつエンジンヒートポンプ式冷暖房装置Ｂにて空調暖房運転させるように構成されている。
【００５４】
前記貯湯運転におけるＨＰ貯湯運転について具体的に説明すると、まず、エンジンヒートポンプ式冷暖房装置Ｂを暖房運転させて高圧冷媒をヒートポンプ式加熱器３３に供給するととともに、湯水循環手段ＥをＨＰ貯湯初期運転状態にて運転させ、貯湯タンク１内の湯水をヒートポンプ式加熱器３３にて加熱させる。
そして、貯湯サーミスタ６６にて検出される温度が貯湯許容温度以上になると、湯水循環手段ＥをＨＰ貯湯初期運転状態からＨＰ貯湯運転状態に切り換えるとともに、貯湯タンク１の上部に貯湯される温水の温度が貯湯設定温度となるように、貯湯サーミスタ６６の検出情報に基づいて循環用水比例バルブ６５の開度を調整するようにしている。
【００５５】
このようにして、貯湯タンク１内の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９２などにより設定された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、エンジンヒートポンプ式冷暖房装置Ｂの運転を停止させるとともに、循環ポンプＰ１の作動を停止させかつ開弁している開閉弁を閉弁させて湯水循環手段Ｅの運転を停止させる。
ちなみに、目標貯湯量は、「少」、「中」、「満」のうちのひとつが選択でき、例えば、目標貯湯量として「中」が選択されているときには、中部サーミスタＳ３が貯湯設定温度よりも設定温度だけ低い温度を検出すると、貯湯タンク１の貯湯量が目標貯湯量になっていると検出するようにしている。
【００５６】
前記貯湯運転における補助加熱貯湯運転について具体的に説明すると、まず、湯水循環手段Ｅを補助加熱貯湯初期運転状態に切り換えて、貯湯タンク１の底部から取り出した湯水を補助加熱器３５にて加熱したのち、その温水を貯湯タンク１の底部に戻す補助加熱貯湯初期運転と、湯水循環手段Ｅを補助加熱貯湯運転状態に切り換えて、貯湯タンク１の底部から取り出した湯水を補助加熱器３５にて加熱したのち、その温水を貯湯タンク１の上部に供給する補助加熱貯湯運転とに切り換えて貯湯される。
【００５７】
つまり、貯湯ユニット制御部Ｃは、貯湯用目標温度Ｔｂよりも８℃高い温度を越える沸き上げ温度Ｔａ、又は、貯湯用目標温度Ｔｂよりも１５℃低い温度を越える沸き上げ温度Ｔａが貯湯サーミスタ６６により１秒間継続して検出されるまで、補助加熱貯湯初期運転状態にて湯水を１リットル/minの循環量Ｑで循環させる補助加熱貯湯初期運転を行い、貯湯用目標温度Ｔｂよりも８℃高い温度を越える沸き上げ温度Ｔａ、又は、貯湯用目標温度Ｔｂよりも１５℃低い温度を越える沸き上げ温度Ｔａが１秒間継続して検出されると、補助加熱貯湯運転に切り換えて、沸き上げ温度Ｔａが貯湯用目標温度Ｔｂになるように循環量Ｑを制御するように構成されている。
【００５８】
このようにして、貯湯タンク１内の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９２などにより設定された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、補助加熱器３５の運転を停止させるとともに、循環ポンプＰ１の作動を停止させかつ開弁している開閉弁を閉弁させて湯水循環手段Ｅの運転を停止させる。
【００５９】
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、追焚き・暖房同時運転を実行するように構成されている。
【００６０】
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、湯水循環手段Ｅを追焚き運転状態に切り換え、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を通して循環させる。
そして、風呂用熱交換部４３にて浴槽内の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、補助加熱器３５の運転および湯水循環手段Ｅの運転を停止させる。
【００６１】
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、湯水循環手段Ｅを暖房運転状態に切り換え、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、暖房用熱交換部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。
【００６２】
前記放熱運転における追焚き・暖房同時運転について具体的に説明すると、湯水循環手段Ｅを追焚き・暖房同時運転状態に切り換え、かつ、貯湯サーミスタ６６による検出温度が追焚き・暖房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、暖房端末に暖房用熱交換部４２にて加熱された熱媒を供給するようにしている。
【００６３】
前記給湯優先運転は、貯湯タンク１の貯湯量が最低確保量未満のときに、給湯栓などに給湯するときに実行され、湯水循環手段Ｅを補助加熱貯湯運転状態に切り換え、補助加熱器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、給湯目標温度、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目標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目標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、給湯目標温度の湯水を給湯するようにしている。
【００６４】
ちなみに、浴槽に湯張りを行うときには、給湯優先運転と同様に、貯湯タンク１の貯湯量が最低確保量未満のときに、給湯栓などに給湯するときに実行され、給湯目標温度、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目標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目標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にて給湯目標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。
【００６５】
前記貯湯ユニットＡの制御動作について、図４〜６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Ａは、図４のフローチャートに示すように、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し、貯湯タンク１の貯湯量が最低確保量以上であるか、給湯中でなければ、給湯優先運転を実行していると、補助加熱器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。
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。
【００６６】
前記放熱運転の制御動作について、図５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。
貯湯タンク１の貯湯量が最低確保量以上であるか、給湯中でなければ、給湯優先運転を実行していると、補助加熱器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。
【００６７】
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、追焚き要求および暖房要求の両要求があるときには、追焚き・暖房同時運転を実行し、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。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、追焚き・暖房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いずれかまたは両方が満たされて要求が完了すると、湯水循環手段Ｅおよび補助加熱器３５の運転を停止させる放熱停止処理を実行する。
【００６８】
前記貯湯運転の制御動作について、図６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。
貯湯タンク１の貯湯量が最低確保量以上であるか、給湯中でなければ、給湯優先運転を実行していると、補助加熱器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。
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、放熱要求がないときは貯湯運転制御を実行して、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、エンジンヒートポンプ式冷暖房装置Ｂまたは加熱部４の運転を停止させるとともに、循環ポンプＰ１の作動を停止させかつ開弁している開閉弁を閉弁させて湯水循環手段Ｅの運転を停止させる貯湯運転停止処理を実行する。
【００６９】
前記貯湯運転制御について詳細に説明する。
前記貯湯運転制御は、貯湯リモコン９２にて風呂予約設定を行った場合などに、貯湯用目標温度Ｔｂで、かつ、目標貯湯量Ｒａの湯水を貯湯タンク１に貯湯するために、現在の貯湯量Ｒが目標貯湯量Ｒａに対してかなり少ないと判定したときに、ヒートポンプ式加熱器３３や補助加熱器３５を使用して行われる。
【００７０】
つまり、貯湯ユニット制御部Ｃが、ヒートポンプ式加熱器３３による湯水の沸き上げ温度Ｔａを貯湯目標温度範囲の温度に維持すべく、湯水循環手段Ｅによる湯水の循環量Ｑを増減制御する循環制御手段として機能し、貯湯運転が指令されるに伴って、図７に示すように、湯水循環手段Ｅを、貯湯タンク１の底部から取り出した湯水をヒートポンプ式加熱器３３にて加熱したのち、その温水を貯湯タンク１の底部に戻す形態のＨＰ貯湯初期運転状態で湯水を循環させるＨＰ貯湯初期Ａ運転モードとＨＰ貯湯初期Ｂ運転モードとに切り換えて、その運転を制御したあと、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ヒートポンプ式加熱器３３にて加熱したのち、その温水を貯湯タンク１の上部に供給する形態のＨＰ貯湯運転状態で湯水を循環させるＨＰ貯湯Ａ運転モードとＨＰ貯湯Ｂ運転モードとに切り換えて、その運転を制御する。
【００７１】
また、ヒートポンプ運転制御手段としてのヒートポンプ運転制御部Ｄは、貯湯運転が指令されるに伴って、ヒートポンプ式加熱器３３の冷媒圧縮機７８を起動させて、ヒートポンプ式加熱器３３に供給される冷媒圧力が設定目標圧力になるように冷媒圧縮機７８の回転速度を制御しながら、ヒートポンプ式加熱器３３の加熱用運転を制御する。
【００７２】
前記ＨＰ貯湯初期Ａ運転モードでは、循環量Ｑが初期目標流量( ３リットル/min) になるように水比例バルブ６５の開度を制御し、ＨＰ貯湯初期Ｂ運転モードでは、循環量Ｑがヒートポンプ式加熱器３３の冷媒圧力に応じて増加するように水比例バルブ６５の開度を制御する。
また、ＨＰ貯湯Ａ運転モードでは、循環量Ｑがヒートポンプ式加熱器３３の冷媒圧力に応じて増加するように水比例バルブ６５の開度を制御し、ＨＰ貯湯Ｂ運転モードでは、沸き上げ温度Ｔａが貯湯用目標温度Ｔｂ( 本実施形態では、６０℃又は６７℃のいずれかに設定されている) になるように水比例バルブ６５の開度を制御して循環量Ｑを調整し、必要に応じて、補助加熱器３５にて加熱した湯水を貯湯タンク１の上部に供給する補助加熱貯湯運転モードに切り換えて貯湯する。
【００７３】
以下、貯湯ユニット制御部Ｃによる貯湯運転制御について、図８〜図２０のフローチャートを参照しながら詳述する。
前記ＨＰ貯湯初期Ａ運転モードについて説明する。
前記ＵＰ貯湯初期Ａ運転モードによる運転制御では、図８に示すように、タイマ９４をリセットして、ヒートポンプ運転制御部Ｄにヒートポンプ運転要求信号を出力し、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の運転状態を示す運転状態を示す信号としてのヒートポンプの加熱能力不足を示す能力不足信号が入力されている場合は、貯湯待機処理を実行し、能力不足信号が入力されていない場合は、湯水循環手段ＥをＨＰ貯湯初期運転状態に切り換えて循環ポンプＰ１を作動させ、循環量Ｑが初期目標流量( ３リットル/min) になるように水比例バルブ６５の開度を制御して、貯湯タンク１の底部から取り出した湯水を補助用バイパス路６８と暖房用循環路３ａとを通って貯湯タンク１の底部に戻す形態で湯水を循環させる( ステップ＃１〜＃４) 。
そして、ヒートポンプ運転制御部Ｄから運転状態を示す信号としてのエンジンヒートポンプ式冷暖房装置Ｂが運転されていることを示すヒートポンプ運転信号が、ヒートポンプ運転要求信号を出力してから５分が経過しても入力されない場合は、貯湯待機処理を実行し、ヒートポンプ運転信号が入力されると、ＨＰ貯湯初期Ｂ運転モードによる運転制御を開始する( ステップ＃５〜＃７) 。
【００７４】
前記貯湯待機処理は、図９に示すように、循環ポンプＰ１が作動しているときはその作動を停止するとともに、ヒートポンプ運転要求信号の出力を停止して、タイマ９４をリセットし、タイマ９４の積算時間が３０分になると、ＨＰ貯湯初期Ａ運転モードによる運転制御に戻る( ステップ＃１１〜＃１５) 。
【００７５】
前記ＨＰ貯湯初期Ｂ運転モードについて説明する。
前記ＨＰ貯湯初期Ｂ運転モードによる運転制御では、室外機７２からヒートポンプ式加熱器３３に加熱用冷媒が供給されており、図１０に示すように、タイマ９４をリセットして、ＨＰ貯湯初期運転状態で循環量Ｑが運転開始用設定量としての初期目標流量( １リットル/min) になるように水比例バルブ６５の開度を制御する( ステップ＃２１，＃２２) 。
【００７６】
そして、ヒートポンプ運転制御部Ｄから運転状態を示す信号としての冷却水温度サーミスタ９５による検出温度が６０℃以上であることを示すエンジン６０℃信号が入力されていないときは、ＨＰ貯湯初期Ａ運転モードによる運転制御に戻り、エンジン６０℃信号が入力されていると、貯湯用目標温度Ｔｂが６０℃の場合は上限循環量Ｑmax を３リットル/minに設定し、貯湯用目標温度Ｔｂが６７℃の場合は上限循環量Ｑmax を２リットル/minに設定して、高圧検出手段８８で検出した冷媒圧力が２段階に設定した循環量増大制御用圧力のいずれかになると、その２段階の循環量増大制御用圧力に対応させて設定してある２段階の設定増大量を循環量増大制御用圧力に応じて選択して、湯水の循環量Ｑを設定増大量分増加させて設定時間待機する循環量増大制御を繰り返し実行する( ステップ＃２３〜＃２７) 。
【００７７】
前記循環量増大制御について説明する。
前記循環量増大制御では、図１１に示すように、循環量センサ６２で検出した循環量Ｑが上限循環量Ｑmax 以上のときは、循環量Ｑを現状に維持し、循環量Ｑが上限循環量Ｑmax 未満で、ヒートポンプ運転制御部Ｄから運転状態を示す信号としての、高圧検出手段８８で検出した冷媒圧力が循環量増大制御用圧力の一つである２０kgf/cm2(約１．９６ＭPa) であることを示す冷媒２０kgf/cm2 信号のみが入力されていると、その循環量増大制御用圧力に対応させて設定してある設定増大量である０．１リットル/minを選択して、循環量Ｑをその設定増大量増加させ、高圧検出手段８８で検出した冷媒圧力が循環量増大制御用圧力の一つである２２kgf/cm2(約２．１６ＭPa) であることを示す冷媒２２kgf/cm2 信号が入力されていると、その循環量増大制御用圧力に対応させて設定してある設定増大量である０．２リットル/minを選択して、循環量Ｑをその設定増大量増加させる( ステップ＃４１〜＃４５) 。
そして、上記循環量増大制御を、ヒートポンプ運転制御部Ｄから能力不足信号が入力されていない状態で、貯湯用目標温度Ｔｂよりも２０℃低い温度を越える沸き上げ温度Ｔａが貯湯サーミスタ６６により５秒間継続して検出されるまで、１５秒の演算周期で実行し、能力不足信号が入力されると貯湯待機処理を実行する( ステップ＃２８〜＃３４) 。
【００７８】
また、上記の循環量増大制御を繰り返す都度、沸き上げ温度Ｔａが貯湯用目標温度Ｔｂよりも４℃低い温度未満か否かを判定し、貯湯用目標温度Ｔｂよりも４℃低い温度未満であれば、貯湯用目標温度Ｔｂが６０℃の場合は、ＨＰ貯湯初期Ｂ運転モードの開始から１０分が経過すると貯湯待機処理を実行し、貯湯用目標温度Ｔｂが６７℃の場合は、ＨＰ貯湯初期Ｂ運転モードの開始から１５分が経過すると貯湯待機処理を実行する( ステップ＃３０〜＃３４) 。
そして、貯湯用目標温度Ｔｂよりも２０℃低い温度を越える沸き上げ温度Ｔａが貯湯サーミスタ６６により５秒間継続して検出されると、ＨＰ貯湯Ａ運転モードによる運転制御を開始する( ステップ＃２９) 。
【００７９】
前記ＨＰ貯湯Ａ運転モードについて説明する。
前記ＨＰ貯湯Ａ運転モードによる運転制御では、図１２に示すように、タイマ９４をリセットし、貯湯タンク１下部の湯水の温度が上がり過ぎて、ヒートポンプの加熱能力が低下しないように、湯水循環手段ＥをＨＰ貯湯運転状態に切り換えて、貯湯タンク１の底部から取り出した湯水をヒートポンプ式加熱器３３にて加熱したのち、その温水を貯湯タンク１の上部に供給する形態で湯水を循環させ、貯湯用目標温度Ｔｂよりも４．５℃低い温度を越える沸き上げ温度Ｔａが貯湯サーミスタ６６により５秒間継続して検出されるまで、前述の循環量増大制御を繰り返し実行する( ステップ＃５１〜＃５６) 。
但し、このＨＰ貯湯Ａ運転モードでの運転中に貯湯用目標温度Ｔｂよりも２３℃低い温度以下の沸き上げ温度Ｔａが検出されると、貯湯禁止運転モードによる運転制御を開始し、例えば空調暖房負荷が大きくて、能力不足信号が入力されると貯湯待機処理を実行する。
そして、貯湯用目標温度Ｔｂよりも４．５℃低い温度を越える沸き上げ温度Ｔａが貯湯サーミスタ６６により５秒間継続して検出されると、ＨＰ貯湯Ｂ運転モードによる運転制御を開始する。
【００８０】
前記貯湯禁止運転モードについて説明する。
前記貯湯禁止運転モードによる運転制御では、図１３に示すように、湯水循環手段ＥをＨＰ貯湯初期運転状態に切り換え、貯湯用目標温度Ｔｂよりも２０℃低い温度を越える沸き上げ温度Ｔａが検出されるまで後述する貯湯運転用流量制御を繰り返し実行し、貯湯用目標温度Ｔｂよりも２０℃低い温度を越える沸き上げ温度Ｔａが５秒間継続して検出されるとステップ＃５３に戻る( ステップ＃６１〜＃６３) 。
【００８１】
前記ＨＰ貯湯Ｂ運転モードについて説明する。
前記ＨＰ貯湯Ｂ運転モードによる運転制御では、図１４に示すように、タイマ９４をリセットし、湯水循環手段ＥをＨＰ貯湯運転状態に切り換え、上限循環量Ｑmax を１０リットル/minに設定して、貯湯タンク１の上部に供給する加熱湯水の温度を貯湯用目標温度Ｔｂに維持するように、水比例バルブ６５のフィードバック制御で、貯湯サーミスタ６６により検出される沸き上げ温度Ｔａが貯湯用目標温度Ｔｂになるように、湯水の循環量Ｑを設定量増減制御して設定時間待機する貯湯運転用流量制御を１５秒の演算周期で繰り返し実行し、貯湯量検出手段Ｍにより、目標貯湯量が検出されると、ＨＰ貯湯Ｂ運転モードによる制御を終了する( ステップ＃７１〜＃７５) 。
【００８２】
前記貯湯運転用流量制御について説明する。
前記貯湯運転用流量制御では、図１５〜図１７に示すように、貯湯用目標温度Ｔｂよりも２３℃低い温度以下の沸き上げ温度Ｔａが検出されると、貯湯禁止運転モードによる運転制御が開始され、貯湯用目標温度Ｔｂよりも２３℃低い温度以下の沸き上げ温度Ｔａが検出されいない状態で、循環量Ｑが上限循環量Ｑmax を越えているときや、循環量Ｑが上限循環量Ｑmax 未満で、かつ、沸き上げ温度Ｔａが貯湯用目標温度Ｔｂよりも１℃低い温度以上で貯湯用目標温度Ｔｂよりも１℃高い温度以下の貯湯目標温度範囲の温度であり、しかも、冷媒２２kgf/cm2 信号が入力されていなかったり、冷媒２２kgf/cm2 信号が入力されていて、冷媒圧力が現状維持判別用圧力としての２２kgf/cm2(( 約２．１６ＭPa) 以上であっても、最大回転信号が入力されていてヒートポンプ式加熱器３３に運転余力が無いときには、循環量Ｑを現状に維持し、最大回転信号が入力されていなくて冷媒圧縮機７８の運転状態が最大出力運転状態でないとき、つまり、ヒートポンプ式加熱器３３に運転余力が有るときには、循環量Ｑを０．１リットル/minの設定量増大させてタイマ９４をリセットし、沸き上げ温度Ｔａが貯湯用目標温度Ｔｂよりも２．５℃低い温度以上のときは、設定時間としての９０秒間はその増大させた循環量Ｑで循環させて待機する循環量増大制御を実行する( ステップ＃８１〜＃９０) 。
【００８３】
そして、循環量増大制御を実行した後、沸き上げ温度Ｔａが貯湯目標温度範囲の温度よりも低く、冷媒２０kgf/cm2 信号が入力されていなかったり、冷媒２０kgf/cm2 信号が入力されていても、ヒートポンプ運転制御部Ｄから運転状態を示す信号としての、ガスエンジン７７の現在の回転数が最大回転数であることを示す最大回転信号が入力されていれば、つまり、ヒートポンプ式加熱器３３に運転余力が無いときには、沸き上げ温度Ｔａが貯湯目標温度範囲の温度になるように、その沸き上げ温度Ｔａに応じて、循環量Ｑを設定量減少させて設定時間待機する循環量減少制御を実行する( ステップ＃９１〜＃９９) 。
【００８４】
つまり、沸き上げ温度Ｔａが貯湯用目標温度Ｔｂよりも２．５℃低い温度以上であれば、循環量Ｑを０．１リットル/min減少させ( ステップ＃９４，＃９５) 、沸き上げ温度Ｔａが貯湯用目標温度Ｔｂよりも２．５℃低い温度を下回り、かつ、貯湯用目標温度Ｔｂよりも５℃低い温度以上であれば、循環量Ｑを０．２リットル/min減少させ( ステップ＃９６，＃９７) 、沸き上げ温度Ｔａが貯湯用目標温度Ｔｂよりも５℃低い温度を下回り、かつ、貯湯用目標温度Ｔｂよりも６℃低い温度以上であれば、循環量Ｑを０．３リットル/min減少させ( ステップ＃９８，＃９９) 、沸き上げ温度Ｔａが貯湯用目標温度Ｔｂよりも６℃低い温度を下回っていれば、貯湯禁止運転モードによる運転制御を実行する。
【００８５】
また、沸き上げ温度Ｔａが加熱湯水の温度が貯湯用目標温度と見なす貯湯用目標温度範囲の温度よりも低いときであっても、冷媒２０kgf/cm2 信号が入力されていていて、冷媒圧力が現状維持判別用圧力としての２０kgf/cm2(１．９６ＭP ａ) 以上であり、かつ、最大回転信号が入力されていなくて、冷媒圧縮機７８の運転状態が最大出力運転状態でないときは、循環量Ｑを現状に維持し( ステップ＃９１〜＃９３) 、沸き上げ温度Ｔａが貯湯目標温度範囲の温度を越えているときは、沸き上げ温度Ｔａが貯湯用目標温度Ｔｂよりも５℃高い温度以下であれば、循環量Ｑを０．１リットル/min増加させ、沸き上げ温度Ｔａが貯湯用目標温度Ｔｂよりも５℃高い温度を越えていれば、循環量Ｑを０．２リットル/min増加させ( ステップ＃９１，＃１００〜＃１０２) 。
【００８６】
そして、循環量Ｑを０．３リットル/min減少させたときは、沸き上げ温度Ｔａが貯湯用目標温度Ｔｂよりも４℃低い温度を下回っていると、貯湯用目標温度Ｔｂが６０℃の場合は、ＨＰ貯湯Ｂ運転モードによる運転制御の開始から１０分が経過していると貯湯待機処理を実行し、貯湯用目標温度Ｔｂが６７℃の場合は、ＨＰ貯湯Ｂ運転モードによる運転制御の開始から１５分が経過していると貯湯待機処理を実行し、貯湯待機処理を実行しないときは、循環量ＱがＨＰ貯湯運転状態で循環させる湯水の最低流量として設定した設定最低流量である１リットル/minよりも少なく、かつ、最大回転信号が入力されていてヒートポンプ式加熱器３３に運転余力が無く、かつ、ＨＰ貯湯Ｂ運転モードによる運転制御の開始から２分が経過しておれば、補助加熱貯湯運転モードによる運転制御を実行する( ステップ＃１０３〜＃１１０) 。
【００８７】
前記補助加熱貯湯運転モードによる運転制御について、図１８〜図２０を参照しながら説明する。
前記補助加熱貯湯運転モードによる運転制御では、図１８に示すように、ＨＰ貯湯運転モードによる運転制御を停止するＨＰ貯湯運転モード停止処理を実行し、補助加熱貯湯初期運転モードによる運転制御を実行した後、補助加熱貯湯許可運転モードによる運転制御を実行する。
【００８８】
前記補助加熱貯湯初期運転モードは、図１９に示すように、タイマ９４をリセットし、湯水循環手段Ｅを補助加熱貯湯初期運転状態に切り換えて、循環ポンプＰ１を、湯水の循環量Ｑが、入り温度サーミスタ６１にて検出した入り温度と、貯湯用目標温度Ｔｂと、補助加熱器３５の定格運転状態における所定の加熱能力とに基づいて演算した、沸き上げ温度Ｔａが貯湯用目標温度Ｔｂとなる循環量になるように制御し、給湯用目標温度Ｔｃよりも８℃高い温度を越える沸き上げ温度Ｔａを１秒間継続して検出したり、貯湯用目標温度Ｔｂよりも１５℃低い温度を超える沸き上げ温度Ｔａを１秒間継続して検出すると、補助加熱貯湯許可運転モードによる運転制御を実行する( ステップ＃１１１〜＃１１５) 。
【００８９】
前記補助加熱貯湯許可運転モードは、図２０に示すように、湯水循環手段Ｅを補助加熱貯湯運転状態に切り換えて、貯湯量が目標貯湯量になるまで、循環ポンプＰ１を、湯水の循環量Ｑが、入り温度サーミスタ６１にて検出した入り温度と、貯湯用目標温度Ｔｂと、補助加熱器３５の定格運転状態における所定の加熱能力とに基づいて演算した、沸き上げ温度Ｔａが貯湯用目標温度Ｔｂとなる循環量になるように制御し、給湯用目標温度Ｔｃよりも３℃高い温度以下の沸き上げ温度Ｔａを検出したり、貯湯用目標温度Ｔｂよりも２０℃低い温度未満の沸き上げ温度Ｔａを検出すると、湯水循環手段Ｅを補助加熱貯湯初期運転状態に切り換え、補助加熱器３５による加熱温度として設定した補助加熱器目標温度Ｔｄよりも５℃低い温度未満の沸き上げ温度Ｔａを２分継続して検出すると循環量を設定量減少させるとともにフラグを立て、更に１分継続すると、補助加熱器３５の異常と判断して運転を停止する( ステップ＃１２１〜＃１３３) 。
従って、補助加熱貯湯運転モードによる運転制御では、湯水がヒートポンプ式加熱器３３に代えて補助加熱器３５にて加熱されて、その補助加熱器３５にて加熱した温水を貯湯タンク１の上部に供給する形態で湯水を循環させる補助加熱貯湯運転状態に切り換えられる。
【００９０】
〔第２実施形態〕
前記第１実施形態で示した補助加熱器３５で加熱する補助加熱貯湯運転モードに代えて、ヒートポンプ式加熱器３３と補助加熱器３５とで加熱する補助加熱貯湯運転モードの実施形態を示すが、第１実施形態と同じ構成部分の説明は省略する。
【００９１】
本実施形態では、補助加熱貯湯運転状態においては、上部開閉弁２８および補助用断続開閉弁６３を開弁させるとともに、循環ポンプＰ１を作動させ、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ヒートポンプ式加熱器３３と補助加熱器３５にて加熱したのち、その温水を貯湯タンク１の上部に戻すようにしている。
また、補助加熱貯湯初期運転状態においては、戻し開閉弁２９、暖房用開閉弁４４および補助用断続開閉弁６３を開弁させるとともに、循環ポンプＰ１を作動させ、貯湯タンク１の底部から取り出した湯水をヒートポンプ式加熱器３３と補助加熱器３５にて加熱したのち、その湯水を貯湯タンク１の底部に戻すようにしている。
【００９２】
前記補助加熱貯湯運転モードによる運転制御を、図２１〜図２６を参照しながら説明する。
図２１〜図２３は、第１実施形態で示した貯湯運転用流量制御と同様であるが、図２３に示すように、補助加熱貯湯運転モード( ステップ＃１４１) による制御のあと、図１４に示すＨＰ貯湯Ｂ運転モードに戻って貯湯量が目標貯湯量になっているかを判定し( ステップ＃７５) 、貯湯量が目標貯湯量になっていないときには、貯湯運転用流量制御を繰り返す点で、第１実施形態と異なっている。
【００９３】
前記補助加熱貯湯運転モードによる運転制御では、図２４に示すように、補助加熱貯湯追加初期運転モードによる運転制御を実行したことを示すフラグ１が立っていると、直ちに補助加熱貯湯追加運転モードによる運転制御を実行し、フラグ１が立っていないときには、加熱貯湯追加初期運転モードによる運転制御を実行した後、フラグ１を立てて、補助加熱貯湯追加運転モードによる運転制御を実行する。
【００９４】
前記補助加熱貯湯追加初期運転モードは、図２５に示すように、タイマ９４をリセットし、湯水循環手段Ｅを補助加熱貯湯初期運転状態に切り換えて、循環ポンプＰ１による湯水の循環量Ｑを設定量増大させ、補助加熱器３５による加熱で沸き上げ温度Ｔａが貯湯用目標温度Ｔｂとなるように、ファン３７の回転速度およびガス比例弁４０の開度を調整する燃焼制御を実行し、給湯用目標温度Ｔｃよりも８℃高い温度を越える沸き上げ温度Ｔａを１秒間継続して検出したり、貯湯用目標温度Ｔｂよりも１５℃低い温度を超える沸き上げ温度Ｔａを１秒間継続して検出すると、補助加熱貯湯追加運転モードによる運転制御を実行する( ステップ＃１８１〜＃１８６) 。
【００９５】
前記補助加熱貯湯追加運転モードは、図２６に示すように、湯水循環手段Ｅを補助加熱貯湯運転状態に切り換えて、補助加熱器３５による加熱で沸き上げ温度Ｔａが貯湯用目標温度Ｔｂとなるように、ファン３７の回転速度およびガス比例弁４０の開度を調整する燃焼制御を実行して、図１４に示すＨＰ貯湯Ｂ運転モードに戻り、給湯用目標温度Ｔｃよりも３℃高い温度以下の沸き上げ温度Ｔａを検出したり、貯湯用目標温度Ｔｂよりも２０℃低い温度未満の沸き上げ温度Ｔａを検出すると、湯水循環手段Ｅを補助加熱貯湯初期運転状態に切り換え、補助加熱器３５による加熱温度として設定した補助加熱器目標温度Ｔｄよりも５℃低い温度未満の沸き上げ温度Ｔａを２分継続して検出すると循環量を設定量減少させるとともにフラグ２を立て、更に１分継続すると、補助加熱器３５の異常と判断して運転を停止する( ステップ＃１９０〜＃２００) 。
従って、本実施形態による補助加熱貯湯運転モードによる運転制御では、湯水がヒートポンプ式加熱器３３と補助加熱器３５とを併用して加熱されて、その加熱した温水を貯湯タンク１の上部に供給する形態で湯水を循環させる補助加熱貯湯運転状態に切り換えられる。
【００９６】
〔その他の実施形態〕
１．上記実施形態では、循環制御手段とヒートポンプ運転制御手段とが通信しながら、制御を行うように構成されているが、例えば、リモコンの情報が、両制御手段に並列的に伝えられたり、冷媒の圧力検出情報、圧縮機の回転数情報等、ヒートポンプ式加熱手段の各種センサの検出情報が、循環制御手段に直接伝えられる形態で制御しても良い。
２．上記実施形態では、設定時間( １５秒) 間隔おきに、冷媒圧力の判別が行なわれる形態で、循環量増大制御が行われるように構成されいるが、例えば、常に冷媒圧力を監視しておき、冷媒圧力が循環量増大制御用圧力になると、直ちに循環量増大制御を行い、その後、必ず設定時間( １５秒) の間は増大制御は行わない形態で実施しても良い。
３．上記実施形態では、水比例バルブの開度を制御して循環量を調整するように構成したが、循環ポンプの駆動を制御して循環量を調整しても良い。
【図面の簡単な説明】
【図１】貯湯式の給湯熱源装置( 貯湯ユニット) の概略構成図
【図２】貯湯式の給湯熱源装置( エンジンヒートポンプ式冷暖房装置) の概略構成図
【図３】制御ブロック図
【図４】第１実施形態の制御動作を示すフローチャート
【図５】第１実施形態の制御動作を示すフローチャート
【図６】第１実施形態の制御動作を示すフローチャート
【図７】第１実施形態の制御動作を示すフローチャート
【図８】第１実施形態の制御動作を示すフローチャート
【図９】第１実施形態の制御動作を示すフローチャート
【図１０】第１実施形態の制御動作を示すフローチャート
【図１１】第１実施形態の制御動作を示すフローチャート
【図１２】第１実施形態の制御動作を示すフローチャート
【図１３】第１実施形態の制御動作を示すフローチャート
【図１４】第１実施形態の制御動作を示すフローチャート
【図１５】第１実施形態の制御動作を示すフローチャート
【図１６】第１実施形態の制御動作を示すフローチャート
【図１７】第１実施形態の制御動作を示すフローチャート
【図１８】第１実施形態の制御動作を示すフローチャート
【図１９】第１実施形態の制御動作を示すフローチャート
【図２０】第１実施形態の制御動作を示すフローチャート
【図２１】第２実施形態の制御動作を示すフローチャート
【図２２】第２実施形態の制御動作を示すフローチャート
【図２３】第２実施形態の制御動作を示すフローチャート
【図２４】第２実施形態の制御動作を示すフローチャート
【図２５】第２実施形態の制御動作を示すフローチャート
【図２６】第２実施形態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
６ 給湯路
３３ ヒートポンプ式加熱器
３５ 補助加熱器
７８ 冷媒圧縮機
Ｃ 循環制御手段
Ｄ ヒートポンプ運転制御手段
Ｅ 湯水循環手段
Ｑ 循環量
Ｔａ 沸き上げ温度
【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、前記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ヒートポンプ式加熱器にて加熱したのち、その温水を前記貯湯タンクの上部に供給する形態の貯湯運転状態で湯水を循環させる湯水循環手段と、前記ヒートポンプ式加熱器による湯水の沸き上げ温度を貯湯目標温度範囲の温度に維持すべく、前記湯水循環手段による湯水の循環量を増減制御する循環制御手段と、前記ヒートポンプ式加熱器における冷媒圧力が設定目標圧力になるように冷媒圧縮機の回転速度を制御するヒートポンプ運転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】
貯湯式の給湯熱源装置としては、従来、例えば特開昭５９−２４１３７号公報に記載されているように、貯湯タンクの底部から取り出した湯水をヒートポンプ式加熱器にて貯湯目標温度範囲の沸き上げ温度に加熱したのち、その温水を貯湯タンクの上部に供給することにより、貯湯目標温度範囲の沸き上げ温度の湯水を貯湯タンク内に温度成層を形成して貯湯できるようにしたものがある。
そして、上記従来の貯湯式の給湯熱源装置においては、一般に、ヒートポンプ式加熱器による湯水の沸き上げ温度を貯湯目標温度範囲の温度に維持すべく、湯水循環手段による湯水の循環量を増減制御する循環制御手段と、ヒートポンプ式加熱器における冷媒圧力が設定目標圧力になるように冷媒圧縮機の回転速度を制御するヒートポンプ運転制御手段とが設けられ、ヒートポンプ運転制御手段は、冷媒圧力が設定目標圧力になるように冷媒圧縮機の回転速度を制御することにより、加熱対象となる湯水を貯湯目標温度範囲の沸き上げ温度に加熱するのに必要とする加熱力をヒートポンプ式加熱器が出力する状態になるように調整することになる。
ちなみに、この回転速度制御は、検出した冷媒圧力と設定目標圧力との偏差に基づいてフィードバック制御されることになり、その制御における時定数は充分大きく設定されて、回転速度の増減変更は緩やかな速度で行われることになる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、従来の貯湯式の給湯熱源装置では、一方では、循環制御手段が、ヒートポンプ式加熱器の運転状態に応じて、そのヒートポンプ式加熱器による湯水の沸き上げ温度を貯湯目標温度範囲の温度に維持すべく、湯水循環手段による湯水の循環量を増減制御しており、他方では、ヒートポンプ運転制御手段が、湯水を貯湯目標温度範囲の沸き上げ温度に加熱するのに必要とする加熱力をヒートポンプ式加熱器が出力できるように、冷媒圧縮機の回転速度を制御している。
この為、ヒートポンプ運転制御手段は、湯水を貯湯目標温度範囲の沸き上げ温度に加熱するのに必要とする加熱力をヒートポンプ式加熱器が出力できておれば、ヒートポンプ式加熱器に運転余力があっても、ヒートポンプ式加熱器の運転余力を引き出すような制御は行わず、また、循環制御手段も、湯水の沸き上げ温度を貯湯目標温度範囲の温度に維持できておれば、湯水の循環量を増大させるような制御を行わないので、ヒートポンプ式加熱器の運転能力を充分活用して能率良く貯湯できない欠点がある。
本発明は上記実情に鑑みてなされたものであって、ヒートポンプ式加熱器の運転能力を充分活用して能率良く貯湯できるようにすることを目的とする。
【０００４】
【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、給湯路が上部に接続された貯湯タンクと、前記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ヒートポンプ式加熱器にて加熱したのち、その温水を前記貯湯タンクの上部に供給する形態の貯湯運転状態で湯水を循環させる湯水循環手段と、前記ヒートポンプ式加熱器による湯水の沸き上げ温度を貯湯目標温度範囲の温度に維持すべく、前記湯水循環手段による湯水の循環量を増減制御する循環制御手段と、前記ヒートポンプ式加熱器における冷媒圧力が設定目標圧力になるように冷媒圧縮機の回転速度を制御するヒートポンプ運転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、
前記循環制御手段が、前記沸き上げ温度が前記貯湯目標温度範囲の温度であり、かつ、前記冷媒圧力及び前記冷媒圧縮機を駆動するエンジンの回転数又は前記冷媒圧縮機の回転数に基づいて前記ヒートポンプ式加熱器に運転余力が有ると判別したときには、前記湯水の循環量を設定量増大させて設定時間待機する循環量増大制御を繰り返し実行するように構成されている点にある。
〔作用〕
循環制御手段は、沸き上げ温度が貯湯目標温度範囲の温度であっても、ヒートポンプ式加熱器に運転余力が有るときには、湯水の循環量を設定量増大させて設定時間待機する循環量増大制御を繰り返し実行する。
このため、ヒートポンプ運転制御手段は、設定量増大させた循環量に対応して、ヒートポンプ式加熱器における冷媒圧力が設定目標圧力になるように冷媒圧縮機の回転速度を制御することになるので、循環制御手段は、湯水の循環量を設定量増大させてから設定時間待機して、その設定量増大させた循環量の湯水を貯湯目標温度範囲の沸き上げ温度に加熱するのに必要とする加熱力をヒートポンプ式加熱器が出力できるかどうかを見る状態で、充分な加熱力をヒートポンプ式加熱器が出力できない状態になるまで、つまり、ヒートポンプ式加熱器の運転余力が無くなって貯湯目標温度範囲の沸き上げ温度を維持できなくなるまで、循環量を設定量ずつ徐々に増大させることができる。
〔効果〕
ヒートポンプ式加熱器に運転余力があれば、その運転余力を無駄にすることなく、湯水の循環量を増大させて貯湯できるので、ヒートポンプ式加熱器の運転能力を充分活用して能率良く貯湯できる。
【０００５】
請求項２記載の発明の特徴構成は、前記循環制御手段が、前記循環量増大制御を実行したあと、前記沸き上げ温度が前記貯湯目標温度範囲の温度よりも低く、かつ、前記冷媒圧力及び前記冷媒圧縮機を駆動するエンジンの回転数又は前記冷媒圧縮機の回転数に基づいて前記ヒートポンプ式加熱器の運転余力が無いと判別したときは、前記沸き上げ温度が前記貯湯目標温度範囲の温度になるように、前記湯水の循環量を設定量減少させて設定時間待機する循環量減少制御を繰り返し実行するように構成されている点にある。
〔作用〕
循環制御手段は、循環量増大制御を実行したあと、前記沸き上げ温度が貯湯目標温度範囲の温度よりも低く、かつ、ヒートポンプ式加熱器の運転余力が無いときは、つまり、ヒートポンプ式加熱器の運転余力が無くなって貯湯目標温度範囲の沸き上げ温度を維持できなくなると、沸き上げ温度が貯湯目標温度範囲の温度になるように、湯水の循環量を設定量減少させて設定時間待機する循環量減少制御を繰り返し実行する。
このため、ヒートポンプ運転制御手段は、設定量減少させた循環量に対応して、ヒートポンプ式加熱器における冷媒圧力が設定目標圧力になるように冷媒圧縮機の回転速度を制御することになるので、循環制御手段は、湯水の循環量を設定量減少させてから設定時間待機して、その設定量減少させた循環量の湯水を貯湯目標温度範囲の沸き上げ温度に加熱するのに必要とする加熱力をヒートポンプ式加熱器が出力できるかどうかを見る状態で、充分な加熱力をヒートポンプ式加熱器が出力できる状態になるまで、つまり、貯湯目標温度範囲の沸き上げ温度を維持できるようになるまで、循環量を設定量ずつ徐々に減少させることができる。
〔効果〕
湯水の循環量を設定量ずつ徐々に増大させて、ヒートポンプ式加熱器の運転余力を引き出しながら、ヒートポンプ式加熱器の運転余力がなくなると、貯湯目標温度範囲の沸き上げ温度を維持できるようになるまで、湯水の循環量を減少させて貯湯できるので、ヒートポンプ式加熱器の運転能力を最大限に引き出し易い。
【０００６】
請求項３記載の発明の特徴構成は、前記湯水循環手段が、前記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ヒートポンプ式加熱器と補助加熱器とを併用して加熱したのち、又は、前記ヒートポンプ式加熱器に代えて前記補助加熱器にて加熱したのち、その温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補助加熱貯湯運転状態に切り換え自在に構成され、前記循環制御手段が、前記貯湯運転状態において、前記沸き上げ温度が前記貯湯目標温度範囲の温度よりも低く、前記ヒートポンプ式加熱器に運転余力が無く、湯水の循環量が、前記貯湯運転状態で循環させる湯水の最低流量として設定した設定最低流量よりも少ないときには、前記補助加熱貯湯運転状態に切り換えて前記湯水循環手段の運転を制御するように構成されている点にある。
〔作用〕
循環制御手段は、貯湯運転状態において、沸き上げ温度が貯湯目標温度範囲の温度よりも低く、ヒートポンプ式加熱器に運転余力が無く、湯水の循環量が、貯湯運転状態で循環させる湯水の最低流量として設定した設定最低流量よりも少ないときには、湯水循環手段を補助加熱貯湯運転状態に切り換えてその湯水循環手段の運転を制御する。
つまり、湯水の循環量が設定最低流量よりも少なくて、循環量を減少させて沸き上げ温度を貯湯目標温度範囲の温度に維持することができず、ヒートポンプ式加熱器の運転余力も無いときは、ヒートポンプ式加熱器と補助加熱器とを併用して、又は、ヒートポンプ式加熱器に代えて補助加熱器にて加熱した湯水を貯湯タンクの上部に供給して貯湯できる。
〔効果〕
ヒートポンプ式加熱器による加熱では沸き上げ温度を貯湯目標温度範囲の温度に維持することができないときでも、貯湯目標温度範囲の沸き上げ温度の湯水を貯湯することができる。
【０００７】
【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の実施の形態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。
〔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，図２に示すように、貯湯タンク１内に温度成層を形成して貯湯された湯水を給湯したり、貯湯タンク内１の湯水を加熱して外部放熱部２にて放熱したりする貯湯ユニットＡと、室内の冷暖房をする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。
【０００８】
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内の湯水を循環させる循環路３を備えた湯水循環手段Ｅ、循環路３を通流する湯水を加熱する加熱部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の作動で貯湯タンク１内の湯水を循環路３にて循環させながら、加熱部４にて加熱したり、外部放熱部２にて放熱したりするようにしている。
【０００９】
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。
また、貯湯タンク１の内側には、貯湯タンク１内の湯水の温度を検出する４個の温度センサとしての貯湯温度サーミスタＳ１，Ｓ２，Ｓ３，Ｓ４が上下に分散配置して設けられている。
【００１０】
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。
【００１１】
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。
【００１２】
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給湯栓に給湯する一般給湯路１６と、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。
【００１３】
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。
【００１４】
そして、上部接続路２５には、電磁式の上部開閉弁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。
【００１５】
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器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器３４と、バーナ３６の燃焼により湯水を加熱する補助加熱器３５とを設けて構成されている。
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器３３、エンジン排熱利用式加熱器３４、補助加熱器３５が設けられている。
【００１６】
前記補助加熱器３５は、ガス燃焼式のバーナ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、上流側から順にガスセフティ弁３９、ガス比例弁４０、ガスメイン弁４１が設けられている。
【００１７】
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熱交換部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熱交換部４３とを設けて構成されている。
そして、循環路３が、暖房用熱交換部４２を備えた暖房用循環路３ａと、風呂用熱交換部４３を備えた風呂用循環路３ｂとに分岐され、暖房用熱交換部４２と風呂用熱交換部４３とが並列に接続されている。
また、暖房用循環路３ａには、暖房用熱交換部４２よりも湯水の循環方向の上流側に電磁式の暖房用開閉弁４４が設けられ、風呂用循環路３ｂには、風呂用熱交換部４３よりも湯水の循環方向の上流側に電磁式の風呂用開閉弁４５が設けられている。
【００１８】
前記暖房用熱交換部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を通して循環する暖房用熱媒を、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、上流側から順に、暖房戻り路４６の暖房用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の暖房用熱媒の温度を検出する暖房往きサーミスタ５０が設けられている。
【００１９】
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の暖房用熱媒を暖房用熱交換部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。
【００２０】
前記風呂用熱交換部４３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。
そして、風呂戻り路１８には、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が設けられている。
【００２１】
前記循環路３における戻り路２６との接続箇所と取り出し路２７との接続箇所との間には、外部放熱部２を通過した湯水のヒートポンプ式加熱器３３への通流を断続する電磁式のヒートポンプ用開閉弁６０が設けられ、エンジン排熱利用式加熱器３４と補助加熱器３５との間の部分に、補助加熱器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量Ｑを検出する循環量センサ６２、循環ポンプＰ１、補助加熱器３５への湯水の通流を断続する電磁式の補助用断続開閉弁６３が設けられている。
【００２２】
前記循環路３における補助用断続開閉弁６３と補助加熱器３５との間には、補助加熱器３５に通流する湯水の循環量Ｑを検出する水量センサ６４が設けられ、循環路３における補助加熱器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量Ｑを調整する水比例バルブ６５、加熱部４にて加熱された後の循環路３の湯水の沸き上げ温度Ｔａを検出する貯湯サーミスタ６６が設けられている。
【００２３】
また、循環路３には、外部放熱部２を通過した湯水をヒートポンプ式加熱器３３を迂回してエンジン排熱利用式加熱器３４に流入させるためのヒートポンプ用バイパス路６７と、エンジン排熱利用式加熱器３４を通過した湯水を補助加熱器３５を迂回して循環させるための補助用バイパス路６８とが接続され、ヒートポンプ用バイパス路６７には、電磁式のヒートポンプバイパス開閉弁６９が設けられ、補助用バイパス路６８には、電磁式の補助バイパス開閉弁７０が設けられている。
【００２４】
そして、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、循環ポンプＰ１、および、上部開閉弁２８、暖房用開閉弁４４、風呂用開閉弁４５、戻し開閉弁２９、ヒートポンプ用開閉弁６０、ヒートポンプバイパス開閉弁６９、補助用断続開閉弁６３、補助バイパス開閉弁７０などにより構成され、上部開閉弁２８、暖房用開閉弁４４、風呂用開閉弁４５、戻し開閉弁２９、ヒートポンプ用開閉弁６０、ヒートポンプバイパス開閉弁６９、補助用断続開閉弁６３、補助バイパス開閉弁７０の開閉操作により、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の底部に戻す形態の貯湯初期運転状態で湯水を循環させる貯湯初期運転と、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の上部に供給する形態の貯湯運転状態で湯水を循環させる貯湯運転と、加熱部４にて加熱した湯水を外部放熱部２に供給し、かつ、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に直接戻す形態の放熱運転状態で湯水を循環させる放熱運転とに切り換え自在に構成されている。
【００２５】
また、循環調整手段Ｆが、給水サーミスタ９，入り温度サーミスタ６１，循環量センサ６２，水比例バルブ６５、貯湯サーミスタ６６，貯湯温度サーミスタＳ１，Ｓ２，Ｓ３，Ｓ４などにより構成され、給湯操作手段Ｇが、貯湯出口サーミスタ１３、ミキシングバルブ８、給湯用水比例バルブ１５、給湯流量センサ２０、湯張り流量センサ２１、湯張り電磁弁２２などにより構成され、風呂操作手段Ｈが、水位センサ５６、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などで構成され、暖房操作手段Ｊが、暖房戻りサーミスタ４８、暖房ポンプＰ２、暖房往きサーミスタ５０などで構成されている。
【００２６】
前記貯湯ユニット制御部Ｃは、上部開閉弁２８、暖房用開閉弁４４、風呂用開閉弁４５、戻し開閉弁２９、ヒートポンプ用開閉弁６０、ヒートポンプバイパス開閉弁６９、補助用断続開閉弁６３、補助バイパス開閉弁７０の夫々を開閉制御することにより、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の底部に戻したり、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の上部に戻したり、循環路３を加熱部４と外部放熱部２とに亘って循環させたりするように構成されている。
【００２７】
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７１と室外機７２とを備えて、複数の空調対象空間を空調することができるように構成され、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器３３とが冷媒配管７３で接続され、エンジンヒートポンプ式冷暖房装置Ｂにおける冷媒をヒートポンプ式加熱器３３に供給できるように構成されている。
前記複数の室内機７１の夫々には、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などが備えられている。
【００２８】
前記室外機７２には、電子膨張弁７４，８９、ガスエンジン７７、ガスエンジン７７にて駆動される冷媒圧縮機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８２に対し外気を通風する室外空調用送風機８２、ラジエータ８３、ラジエータ用送風機８４、ヒートポンプ運転制御部Ｄなどが備えられている。
また、ガスエンジン７７の冷却用の冷却水をラジエータ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にラジエター用ポンプＰ４とエンジン出口側での冷却水温度を検出する冷却水温度サーミスタ９５が設けられ、ガスエンジン７７の排熱を回収した冷却水を、加熱用冷却水路９１を通してエンジン排熱利用式加熱器３４に供給する加熱状態と、ラジエータ８３に供給して放熱される放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。
【００２９】
そして、ヒートポンプ運転手段Ｋが、ガスエンジン７７、電子膨張弁７４，８９、室内空調用送風機７６、冷媒圧縮機７８、四方弁８０、室外空調用送風機８２、低圧側の冷媒圧力を検出する低圧検出手段８７、高圧側の冷媒圧力を検出する高圧検出手段８８などにより構成され、冷却水循環手段Ｌが、冷却水路８５、加熱用冷却水路９１、ラジエータ用ポンプＰ４、ラジエータ用送風機８４、排熱切換機構８６、冷却水温度サーミスタ９５などにより構成されている。
【００３０】
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、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、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９３および貯湯リモコン９２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運転制御を実行する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の運転について説明すると、空調リモコン９３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９３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。
【００３２】
すなわち、ヒートポンプ運転制御部Ｄは、空調リモコン９３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９３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。
【００３３】
尚、ヒートポンプ運転制御部Ｄは、空調冷房運転においても、空調暖房運転においても、冷媒圧力が設定目標圧力になるように、冷媒圧縮機７８の回転速度を、検出した冷媒圧力と設定目標圧力との偏差に基づいてフィードバック制御し、その制御における時定数は充分大きく設定されていて、回転速度の増減変更は緩やかな速度で行われる。
【００３４】
そして、冷却水循環手段Ｌは、空調冷房運転において、ラジエータ用ポンプＰ４を作動させ、ラジエータ用送風機８４を作動させラジエータ８３にて放熱させるようにし、エンジン排熱利用式加熱器３４にて加熱可能なときには、冷却水路８５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器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、ラジエータ用ポンプＰ４を作動させ、ラジエータ用送風機８４を作動させラジエータ８３にて放熱させるようにし、エンジン排熱利用式加熱器３４にて加熱可能なときには、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になると、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器３４に供給するようにしている。
【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、ヒートポンプ運転制御部Ｄは、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の回転速度を制御するようにしている。
また、空調冷房運転において、ヒートポンプ運転制御部Ｄ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器３４に供給し、循環路３を通流する湯水をエンジン排熱で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、冷媒圧縮機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を介して冷媒圧縮機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、ヒートポンプ運転制御部Ｄは、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、加熱用冷媒配管９０を通してヒートポンプ式加熱器３３に高圧冷媒を供給する加熱用運転により、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、電子膨張弁７４，８９が所定開度になるように制御する初期制御を行い、高圧検出手段８８の検出圧力が目標圧力になるように、ガスエンジン７７の回転数を増減して、冷媒圧縮機７８の回転速度を制御し、冷媒圧縮機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器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器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。
【００３９】
そして、室内熱交換器７５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に供給するとともに、ヒートポンプ式加熱器３３から送出される凝縮工程通過冷媒を、電子膨張弁８９を介して室外熱交換器８１に供給して、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を介して冷媒圧縮機７８の吸入口に戻す。
【００４０】
尚、電子膨張弁７４，８９の初期制御が完了したあとは、室内熱交換器７５やヒートポンプ式加熱器３３の下流側における冷媒温度を冷媒温度センサ９６で検出して、この検出温度が飽和液温度から所定値を引いた目標温度になるように、電子膨張弁７４，８９の開度を調整するサブクール制御を実行する。
つまり、サブクール制御は、室内熱交換器７５やヒートポンプ式加熱器３３で凝縮して放熱し、その結果、冷却された冷媒の温度を冷媒温度センサ９６で検出して、その検出温度が、高圧検出手段８８で検出した検出圧力を基にして予めメモリに記憶されているデータから求まる飽和液温度よりも、所定値( サブクール値) だけ低くなるように電子膨張弁７４，８９の開度を調整する。
【００４１】
そして、飽和液温度から所定値を引いた目標温度に対して冷媒温度センサ９６による検出温度が高いほど、電子膨張弁７４，８９の開度を小さくすることにより、冷媒の循環量が減少して、その分、所定冷媒量当たりの放熱量が増加して冷媒温度センサ９６による検出温度が低下し、かつ、高圧検出手段８８による検出圧力が増加して飽和液温度が上昇して、冷媒温度センサ９６による検出温度を目標温度と略同等にすることができる。
また、目標温度に対して冷媒温度センサ９６による検出温度が低いほど、電子膨張弁７４，８９の開度を大きくすることにより、冷媒の循環量が増加して、その分、所定冷媒量当たりの放熱量が減少して冷媒温度センサ９６による検出温度が上昇し、かつ、高圧検出手段８８による検出圧力が減少して飽和液温度が低下して、冷媒温度センサ９６による検出温度を目標温度と略同等にすることができる。
【００４２】
また、貯湯ユニット制御部Ｃには、貯湯タンク１内の貯湯量Ｒを検出する貯湯量検出手段Ｍや、貯湯タンク１に貯湯する目標貯湯量Ｒａを設定する目標貯湯量設定手段Ｎなどが設けられている。
前記貯湯量検出手段Ｍと目標貯湯量設定手段Ｎはプログラム形式で設けられ、貯湯量検出手段Ｍは、貯湯温度サーミスタＳ１，Ｓ２，Ｓ３，Ｓ４のうちで貯湯設定温度Ｔｅ以上の温度を検出する最下位の貯湯温度サーミスタがいずれの貯湯温度サーミスタＳ１，Ｓ２，Ｓ３，Ｓ４であるかにより、その貯湯温度サーミスタＳ１，Ｓ２，Ｓ３，Ｓ４の検出位置に対応する量として予め設定されている量の湯水を貯湯量Ｒとして検出するように構成され、目標貯湯量設定手段Ｎは、４個の貯湯温度サーミスタＳ１，Ｓ２，Ｓ３，Ｓ４のいずれかに対応する貯湯量Ｒを目標貯湯量Ｒａとして設定するように構成されている。
【００４３】
そして、最上部の貯湯温度サーミスタＳ１に対応する貯湯量Ｒが最低確保量Ｒmin として、上から２番目の貯湯温度サーミスタＳ２に対応する貯湯量Ｒが小貯湯量Ｒs として、上から３番目の貯湯温度サーミスタＳ３に対応する貯湯量Ｒが中貯湯量Ｒm として、また、最下部の貯湯温度サーミスタＳ４に対応する貯湯量Ｒが最大貯湯量Ｒmax として、夫々、予め設定されている。
ちなみに、本実施形態では、最低確保量Ｒmin が１７リットル、小貯湯量Ｒs が３０リットル、中貯湯量Ｒm が７０リットル、最大貯湯量Ｒmax が１１３リットルとして設定されている。
【００４４】
次に、貯湯ユニットＡの運転について説明すると、貯湯リモコン９２の要求指令やヒートポンプ運転手段Ｋの運転状態などに基づいて、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、補助加熱器３４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運転を実行するように構成されている。
【００４５】
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、貯湯運転状態としてのヒートポンプ貯湯運転状態( 以下、ＨＰ貯湯運転状態という) および補助加熱貯湯運転状態、貯湯初期運転状態としてのヒートポンプ貯湯初期運転状態( 以下、ＨＰ貯湯初期運転状態という) 、補助加熱貯湯初期運転状態の夫々に切り換えられ、外部放熱部２にて放熱するときに、追焚き運転状態、暖房運転状態、追焚き・暖房同時運転状態の夫々に切り換えられるように構成されている。
【００４６】
そして、貯湯タンク１に湯水を貯湯するときには、ヒートポンプ式加熱器３３または補助加熱器３５にて加熱された湯水の温度が貯湯許容温度に満たないときには、ＨＰ貯湯初期運転状態または補助加熱貯湯初期運転状態に切り換えて貯湯タンク１内の湯水を循環させ、ヒートポンプ式加熱器３３または補助加熱器３５にて加熱された湯水の温度が貯湯許容温度になると、ＨＰ貯湯運転状態または補助加熱貯湯運転状態に切り換えて貯湯タンク１に貯湯するようにしている。
また、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、追焚き運転状態に切り換え、暖房要求のみの要求があると、暖房運転状態に切り換え、追焚き要求および暖房要求の両要求があると、追焚き・暖房同時運転状態に切り換えるようにしている。
【００４７】
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、暖房用開閉弁４４、風呂用開閉弁４５、ヒートポンプ用開閉弁６０、補助用断続開閉弁６３、ヒートポンプバイパス開閉弁６９，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。
【００４８】
前記ＨＰ貯湯運転状態においては、上部開閉弁２８および補助バイパス開閉弁７０を開弁させるとともに、循環ポンプＰ１を作動させ、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ヒートポンプ式加熱器３３にて加熱したのち、その温水を補助加熱器３５を迂回して貯湯タンク１の上部に戻すようにしている。
前記補助加熱貯湯運転状態においては、上部開閉弁２８および補助用断続開閉弁６３を開弁させるとともに、循環ポンプＰ１を作動させ、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補助加熱器３５にて加熱したのち、その温水を貯湯タンク１の上部に戻すようにしている。
【００４９】
前記ＨＰ貯湯初期運転状態においては、戻し開閉弁２９、暖房用開閉弁４４および補助バイパス開閉弁７０を開弁させるとともに、循環ポンプＰ１を作動させ、貯湯タンク１の底部から取り出した湯水をヒートポンプ式加熱器３３にて加熱したのち、その湯水を補助加熱器３５を迂回して貯湯タンク１の底部に戻すようにしている。
前記補助加熱貯湯初期運転状態においては、戻し開閉弁２９、暖房用開閉弁４４および補助用断続開閉弁６３を開弁させるとともに、循環ポンプＰ１を作動させ、貯湯タンク１の底部から取り出した湯水を補助加熱器３５にて加熱したのち、その湯水を貯湯タンク１の底部に戻すようにしている。
【００５０】
前記追焚き運転状態においては、ヒートポンプ式加熱器３３にて加熱するときは、風呂用開閉弁４５、ヒートポンプ用開閉弁６０および補助バイパス開閉弁７０を開弁させるとともに、循環ポンプＰ１を作動させて、ヒートポンプ式加熱器３３にて加熱された温水を風呂用熱交換部４３にて放熱させたのち、その全量を貯湯タンク１を迂回してヒートポンプ式加熱器３３に戻し、補助加熱器３５にて加熱するときは、風呂用開閉弁４５、補助用断続開閉弁６３およびヒートポンプバイパス開閉弁６９を開弁させるとともに、循環ポンプＰ１を作動させて、補助加熱器３５にて加熱された温水を風呂用熱交換部４３にて放熱させたのち、その全量を貯湯タンク１とヒートポンプ式加熱器３３とを迂回して補助加熱器３５に戻すようにしている。
【００５１】
前記暖房運転状態においては、暖房用開閉弁４４、補助用断続開閉弁６３およびヒートポンプバイパス開閉弁６９を開弁させるとともに、循環ポンプＰ１を作動させ、補助加熱器３５にて加熱された温水を暖房用熱交換部４２にて放熱させたのち、その全量を貯湯タンク１とヒートポンプ式加熱器３３とを迂回して補助加熱器３５に戻すようにしている。
前記追焚き・暖房同時運転状態においては、暖房用開閉弁４４、風呂用開閉弁４５、補助用断続開閉弁６３およびヒートポンプバイパス開閉弁６９を開弁させるとともに、循環ポンプＰ１を作動させ、補助加熱器３５にて加熱された温水を風呂用熱交換部４３および暖房用熱交換部４２にて放熱させたのち、その全量を貯湯タンク１とヒートポンプ式加熱器３３とを迂回して補助加熱器３５に戻すようにしている。
【００５２】
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。
前記貯湯運転は、エンジンヒートポンプ式冷暖房装置Ｂが空調暖房運転中であるか否かにより、ヒートポンプ貯湯運転( 以下、ＨＰ貯湯運転という) または補助加熱貯湯運転のいずれかを選択して実行され、エンジンヒートポンプ式冷暖房装置Ｂが空調暖房運転中に貯湯リモコン９２から指令される加熱要求としての貯湯要求があると、補助加熱器３５を運転させて貯湯する補助加熱貯湯運転を実行させて補助加熱優先運転を実行し、エンジンヒートポンプ式冷暖房装置Ｂが空調暖房運転中ではないときに貯湯要求があると、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貯湯するＨＰ貯湯運転を実行させてヒートポンプ優先運転を実行するように構成されている。
【００５３】
そして、エンジンヒートポンプ式冷暖房装置Ｂが空調暖房運転中に空調リモコン９３からの空調暖房要求が解除された状態において、貯湯要求があると、エンジンヒートポンプ式冷暖房装置Ｂの運転を継続したままＨＰ貯湯運転を実行するように構成されている。
また、ＨＰ貯湯運転中に、エンジンヒートポンプ式冷暖房装置Ｂへの空調暖房要求があると、ガスエンジン７７の回転速度や暖房要求されている部屋の暖房負荷などに基づいて、ＨＰ貯湯運転を継続している状態でのエンジンヒートポンプ式冷暖房装置Ｂの空調能力が空調負荷に対して余裕があるのか不足しているのかを判別し、空調能力に余裕があるときには、ＨＰ貯湯運転を継続するとともに、エンジンヒートポンプ式冷暖房装置Ｂにて空調暖房運転させる空調追加運転を実行し、空調能力が不足しているときには、ＨＰ貯湯運転から補助加熱貯湯運転に切り換えかつエンジンヒートポンプ式冷暖房装置Ｂにて空調暖房運転させるように構成されている。
【００５４】
前記貯湯運転におけるＨＰ貯湯運転について具体的に説明すると、まず、エンジンヒートポンプ式冷暖房装置Ｂを暖房運転させて高圧冷媒をヒートポンプ式加熱器３３に供給するととともに、湯水循環手段ＥをＨＰ貯湯初期運転状態にて運転させ、貯湯タンク１内の湯水をヒートポンプ式加熱器３３にて加熱させる。
そして、貯湯サーミスタ６６にて検出される温度が貯湯許容温度以上になると、湯水循環手段ＥをＨＰ貯湯初期運転状態からＨＰ貯湯運転状態に切り換えるとともに、貯湯タンク１の上部に貯湯される温水の温度が貯湯設定温度となるように、貯湯サーミスタ６６の検出情報に基づいて循環用水比例バルブ６５の開度を調整するようにしている。
【００５５】
このようにして、貯湯タンク１内の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９２などにより設定された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、エンジンヒートポンプ式冷暖房装置Ｂの運転を停止させるとともに、循環ポンプＰ１の作動を停止させかつ開弁している開閉弁を閉弁させて湯水循環手段Ｅの運転を停止させる。
ちなみに、目標貯湯量は、「少」、「中」、「満」のうちのひとつが選択でき、例えば、目標貯湯量として「中」が選択されているときには、中部サーミスタＳ３が貯湯設定温度よりも設定温度だけ低い温度を検出すると、貯湯タンク１の貯湯量が目標貯湯量になっていると検出するようにしている。
【００５６】
前記貯湯運転における補助加熱貯湯運転について具体的に説明すると、まず、湯水循環手段Ｅを補助加熱貯湯初期運転状態に切り換えて、貯湯タンク１の底部から取り出した湯水を補助加熱器３５にて加熱したのち、その温水を貯湯タンク１の底部に戻す補助加熱貯湯初期運転と、湯水循環手段Ｅを補助加熱貯湯運転状態に切り換えて、貯湯タンク１の底部から取り出した湯水を補助加熱器３５にて加熱したのち、その温水を貯湯タンク１の上部に供給する補助加熱貯湯運転とに切り換えて貯湯される。
【００５７】
つまり、貯湯ユニット制御部Ｃは、貯湯用目標温度Ｔｂよりも８℃高い温度を越える沸き上げ温度Ｔａ、又は、貯湯用目標温度Ｔｂよりも１５℃低い温度を越える沸き上げ温度Ｔａが貯湯サーミスタ６６により１秒間継続して検出されるまで、補助加熱貯湯初期運転状態にて湯水を１リットル/minの循環量Ｑで循環させる補助加熱貯湯初期運転を行い、貯湯用目標温度Ｔｂよりも８℃高い温度を越える沸き上げ温度Ｔａ、又は、貯湯用目標温度Ｔｂよりも１５℃低い温度を越える沸き上げ温度Ｔａが１秒間継続して検出されると、補助加熱貯湯運転に切り換えて、沸き上げ温度Ｔａが貯湯用目標温度Ｔｂになるように循環量Ｑを制御するように構成されている。
【００５８】
このようにして、貯湯タンク１内の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９２などにより設定された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、補助加熱器３５の運転を停止させるとともに、循環ポンプＰ１の作動を停止させかつ開弁している開閉弁を閉弁させて湯水循環手段Ｅの運転を停止させる。
【００５９】
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、追焚き・暖房同時運転を実行するように構成されている。
【００６０】
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、湯水循環手段Ｅを追焚き運転状態に切り換え、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を通して循環させる。
そして、風呂用熱交換部４３にて浴槽内の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、補助加熱器３５の運転および湯水循環手段Ｅの運転を停止させる。
【００６１】
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、湯水循環手段Ｅを暖房運転状態に切り換え、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、暖房用熱交換部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。
【００６２】
前記放熱運転における追焚き・暖房同時運転について具体的に説明すると、湯水循環手段Ｅを追焚き・暖房同時運転状態に切り換え、かつ、貯湯サーミスタ６６による検出温度が追焚き・暖房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、暖房端末に暖房用熱交換部４２にて加熱された熱媒を供給するようにしている。
【００６３】
前記給湯優先運転は、貯湯タンク１の貯湯量が最低確保量未満のときに、給湯栓などに給湯するときに実行され、湯水循環手段Ｅを補助加熱貯湯運転状態に切り換え、補助加熱器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、給湯目標温度、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目標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目標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、給湯目標温度の湯水を給湯するようにしている。
【００６４】
ちなみに、浴槽に湯張りを行うときには、給湯優先運転と同様に、貯湯タンク１の貯湯量が最低確保量未満のときに、給湯栓などに給湯するときに実行され、給湯目標温度、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目標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目標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にて給湯目標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。
【００６５】
前記貯湯ユニットＡの制御動作について、図４〜６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Ａは、図４のフローチャートに示すように、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し、貯湯タンク１の貯湯量が最低確保量以上であるか、給湯中でなければ、給湯優先運転を実行していると、補助加熱器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。
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。
【００６６】
前記放熱運転の制御動作について、図５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。
貯湯タンク１の貯湯量が最低確保量以上であるか、給湯中でなければ、給湯優先運転を実行していると、補助加熱器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。
【００６７】
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、追焚き要求および暖房要求の両要求があるときには、追焚き・暖房同時運転を実行し、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。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、追焚き・暖房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いずれかまたは両方が満たされて要求が完了すると、湯水循環手段Ｅおよび補助加熱器３５の運転を停止させる放熱停止処理を実行する。
【００６８】
前記貯湯運転の制御動作について、図６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。
貯湯タンク１の貯湯量が最低確保量以上であるか、給湯中でなければ、給湯優先運転を実行していると、補助加熱器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。
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、放熱要求がないときは貯湯運転制御を実行して、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、エンジンヒートポンプ式冷暖房装置Ｂまたは加熱部４の運転を停止させるとともに、循環ポンプＰ１の作動を停止させかつ開弁している開閉弁を閉弁させて湯水循環手段Ｅの運転を停止させる貯湯運転停止処理を実行する。
【００６９】
前記貯湯運転制御について詳細に説明する。
前記貯湯運転制御は、貯湯リモコン９２にて風呂予約設定を行った場合などに、貯湯用目標温度Ｔｂで、かつ、目標貯湯量Ｒａの湯水を貯湯タンク１に貯湯するために、現在の貯湯量Ｒが目標貯湯量Ｒａに対してかなり少ないと判定したときに、ヒートポンプ式加熱器３３や補助加熱器３５を使用して行われる。
【００７０】
つまり、貯湯ユニット制御部Ｃが、ヒートポンプ式加熱器３３による湯水の沸き上げ温度Ｔａを貯湯目標温度範囲の温度に維持すべく、湯水循環手段Ｅによる湯水の循環量Ｑを増減制御する循環制御手段として機能し、貯湯運転が指令されるに伴って、図７に示すように、湯水循環手段Ｅを、貯湯タンク１の底部から取り出した湯水をヒートポンプ式加熱器３３にて加熱したのち、その温水を貯湯タンク１の底部に戻す形態のＨＰ貯湯初期運転状態で湯水を循環させるＨＰ貯湯初期Ａ運転モードとＨＰ貯湯初期Ｂ運転モードとに切り換えて、その運転を制御したあと、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ヒートポンプ式加熱器３３にて加熱したのち、その温水を貯湯タンク１の上部に供給する形態のＨＰ貯湯運転状態で湯水を循環させるＨＰ貯湯Ａ運転モードとＨＰ貯湯Ｂ運転モードとに切り換えて、その運転を制御する。
【００７１】
また、ヒートポンプ運転制御手段としてのヒートポンプ運転制御部Ｄは、貯湯運転が指令されるに伴って、ヒートポンプ式加熱器３３の冷媒圧縮機７８を起動させて、ヒートポンプ式加熱器３３に供給される冷媒圧力が設定目標圧力になるように冷媒圧縮機７８の回転速度を制御しながら、ヒートポンプ式加熱器３３の加熱用運転を制御する。
【００７２】
前記ＨＰ貯湯初期Ａ運転モードでは、循環量Ｑが初期目標流量( ３リットル/min) になるように水比例バルブ６５の開度を制御し、ＨＰ貯湯初期Ｂ運転モードでは、循環量Ｑがヒートポンプ式加熱器３３の冷媒圧力に応じて増加するように水比例バルブ６５の開度を制御する。
また、ＨＰ貯湯Ａ運転モードでは、循環量Ｑがヒートポンプ式加熱器３３の冷媒圧力に応じて増加するように水比例バルブ６５の開度を制御し、ＨＰ貯湯Ｂ運転モードでは、沸き上げ温度Ｔａが貯湯用目標温度Ｔｂ( 本実施形態では、６０℃又は６７℃のいずれかに設定されている) になるように水比例バルブ６５の開度を制御して循環量Ｑを調整し、必要に応じて、補助加熱器３５にて加熱した湯水を貯湯タンク１の上部に供給する補助加熱貯湯運転モードに切り換えて貯湯する。
【００７３】
以下、貯湯ユニット制御部Ｃによる貯湯運転制御について、図８〜図２０のフローチャートを参照しながら詳述する。
前記ＨＰ貯湯初期Ａ運転モードについて説明する。
前記ＵＰ貯湯初期Ａ運転モードによる運転制御では、図８に示すように、タイマ９４をリセットして、ヒートポンプ運転制御部Ｄにヒートポンプ運転要求信号を出力し、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の運転状態を示す運転状態を示す信号としてのヒートポンプの加熱能力不足を示す能力不足信号が入力されている場合は、貯湯待機処理を実行し、能力不足信号が入力されていない場合は、湯水循環手段ＥをＨＰ貯湯初期運転状態に切り換えて循環ポンプＰ１を作動させ、循環量Ｑが初期目標流量( ３リットル/min) になるように水比例バルブ６５の開度を制御して、貯湯タンク１の底部から取り出した湯水を補助用バイパス路６８と暖房用循環路３ａとを通って貯湯タンク１の底部に戻す形態で湯水を循環させる( ステップ＃１〜＃４) 。
そして、ヒートポンプ運転制御部Ｄから運転状態を示す信号としてのエンジンヒートポンプ式冷暖房装置Ｂが運転されていることを示すヒートポンプ運転信号が、ヒートポンプ運転要求信号を出力してから５分が経過しても入力されない場合は、貯湯待機処理を実行し、ヒートポンプ運転信号が入力されると、ＨＰ貯湯初期Ｂ運転モードによる運転制御を開始する( ステップ＃５〜＃７) 。
【００７４】
前記貯湯待機処理は、図９に示すように、循環ポンプＰ１が作動しているときはその作動を停止するとともに、ヒートポンプ運転要求信号の出力を停止して、タイマ９４をリセットし、タイマ９４の積算時間が３０分になると、ＨＰ貯湯初期Ａ運転モードによる運転制御に戻る( ステップ＃１１〜＃１５) 。
【００７５】
前記ＨＰ貯湯初期Ｂ運転モードについて説明する。
前記ＨＰ貯湯初期Ｂ運転モードによる運転制御では、室外機７２からヒートポンプ式加熱器３３に加熱用冷媒が供給されており、図１０に示すように、タイマ９４をリセットして、ＨＰ貯湯初期運転状態で循環量Ｑが運転開始用設定量としての初期目標流量( １リットル/min) になるように水比例バルブ６５の開度を制御する( ステップ＃２１，＃２２) 。
【００７６】
そして、ヒートポンプ運転制御部Ｄから運転状態を示す信号としての冷却水温度サーミスタ９５による検出温度が６０℃以上であることを示すエンジン６０℃信号が入力されていないときは、ＨＰ貯湯初期Ａ運転モードによる運転制御に戻り、エンジン６０℃信号が入力されていると、貯湯用目標温度Ｔｂが６０℃の場合は上限循環量Ｑmax を３リットル/minに設定し、貯湯用目標温度Ｔｂが６７℃の場合は上限循環量Ｑmax を２リットル/minに設定して、高圧検出手段８８で検出した冷媒圧力が２段階に設定した循環量増大制御用圧力のいずれかになると、その２段階の循環量増大制御用圧力に対応させて設定してある２段階の設定増大量を循環量増大制御用圧力に応じて選択して、湯水の循環量Ｑを設定増大量分増加させて設定時間待機する循環量増大制御を繰り返し実行する( ステップ＃２３〜＃２７) 。
【００７７】
前記循環量増大制御について説明する。
前記循環量増大制御では、図１１に示すように、循環量センサ６２で検出した循環量Ｑが上限循環量Ｑmax 以上のときは、循環量Ｑを現状に維持し、循環量Ｑが上限循環量Ｑmax 未満で、ヒートポンプ運転制御部Ｄから運転状態を示す信号としての、高圧検出手段８８で検出した冷媒圧力が循環量増大制御用圧力の一つである２０kgf/cm2(約１．９６ＭPa) であることを示す冷媒２０kgf/cm2 信号のみが入力されていると、その循環量増大制御用圧力に対応させて設定してある設定増大量である０．１リットル/minを選択して、循環量Ｑをその設定増大量増加させ、高圧検出手段８８で検出した冷媒圧力が循環量増大制御用圧力の一つである２２kgf/cm2(約２．１６ＭPa) であることを示す冷媒２２kgf/cm2 信号が入力されていると、その循環量増大制御用圧力に対応させて設定してある設定増大量である０．２リットル/minを選択して、循環量Ｑをその設定増大量増加させる( ステップ＃４１〜＃４５) 。
そして、上記循環量増大制御を、ヒートポンプ運転制御部Ｄから能力不足信号が入力されていない状態で、貯湯用目標温度Ｔｂよりも２０℃低い温度を越える沸き上げ温度Ｔａが貯湯サーミスタ６６により５秒間継続して検出されるまで、１５秒の演算周期で実行し、能力不足信号が入力されると貯湯待機処理を実行する( ステップ＃２８〜＃３４) 。
【００７８】
また、上記の循環量増大制御を繰り返す都度、沸き上げ温度Ｔａが貯湯用目標温度Ｔｂよりも４℃低い温度未満か否かを判定し、貯湯用目標温度Ｔｂよりも４℃低い温度未満であれば、貯湯用目標温度Ｔｂが６０℃の場合は、ＨＰ貯湯初期Ｂ運転モードの開始から１０分が経過すると貯湯待機処理を実行し、貯湯用目標温度Ｔｂが６７℃の場合は、ＨＰ貯湯初期Ｂ運転モードの開始から１５分が経過すると貯湯待機処理を実行する( ステップ＃３０〜＃３４) 。
そして、貯湯用目標温度Ｔｂよりも２０℃低い温度を越える沸き上げ温度Ｔａが貯湯サーミスタ６６により５秒間継続して検出されると、ＨＰ貯湯Ａ運転モードによる運転制御を開始する( ステップ＃２９) 。
【００７９】
前記ＨＰ貯湯Ａ運転モードについて説明する。
前記ＨＰ貯湯Ａ運転モードによる運転制御では、図１２に示すように、タイマ９４をリセットし、貯湯タンク１下部の湯水の温度が上がり過ぎて、ヒートポンプの加熱能力が低下しないように、湯水循環手段ＥをＨＰ貯湯運転状態に切り換えて、貯湯タンク１の底部から取り出した湯水をヒートポンプ式加熱器３３にて加熱したのち、その温水を貯湯タンク１の上部に供給する形態で湯水を循環させ、貯湯用目標温度Ｔｂよりも４．５℃低い温度を越える沸き上げ温度Ｔａが貯湯サーミスタ６６により５秒間継続して検出されるまで、前述の循環量増大制御を繰り返し実行する( ステップ＃５１〜＃５６) 。
但し、このＨＰ貯湯Ａ運転モードでの運転中に貯湯用目標温度Ｔｂよりも２３℃低い温度以下の沸き上げ温度Ｔａが検出されると、貯湯禁止運転モードによる運転制御を開始し、例えば空調暖房負荷が大きくて、能力不足信号が入力されると貯湯待機処理を実行する。
そして、貯湯用目標温度Ｔｂよりも４．５℃低い温度を越える沸き上げ温度Ｔａが貯湯サーミスタ６６により５秒間継続して検出されると、ＨＰ貯湯Ｂ運転モードによる運転制御を開始する。
【００８０】
前記貯湯禁止運転モードについて説明する。
前記貯湯禁止運転モードによる運転制御では、図１３に示すように、湯水循環手段ＥをＨＰ貯湯初期運転状態に切り換え、貯湯用目標温度Ｔｂよりも２０℃低い温度を越える沸き上げ温度Ｔａが検出されるまで後述する貯湯運転用流量制御を繰り返し実行し、貯湯用目標温度Ｔｂよりも２０℃低い温度を越える沸き上げ温度Ｔａが５秒間継続して検出されるとステップ＃５３に戻る( ステップ＃６１〜＃６３) 。
【００８１】
前記ＨＰ貯湯Ｂ運転モードについて説明する。
前記ＨＰ貯湯Ｂ運転モードによる運転制御では、図１４に示すように、タイマ９４をリセットし、湯水循環手段ＥをＨＰ貯湯運転状態に切り換え、上限循環量Ｑmax を１０リットル/minに設定して、貯湯タンク１の上部に供給する加熱湯水の温度を貯湯用目標温度Ｔｂに維持するように、水比例バルブ６５のフィードバック制御で、貯湯サーミスタ６６により検出される沸き上げ温度Ｔａが貯湯用目標温度Ｔｂになるように、湯水の循環量Ｑを設定量増減制御して設定時間待機する貯湯運転用流量制御を１５秒の演算周期で繰り返し実行し、貯湯量検出手段Ｍにより、目標貯湯量が検出されると、ＨＰ貯湯Ｂ運転モードによる制御を終了する( ステップ＃７１〜＃７５) 。
【００８２】
前記貯湯運転用流量制御について説明する。
前記貯湯運転用流量制御では、図１５〜図１７に示すように、貯湯用目標温度Ｔｂよりも２３℃低い温度以下の沸き上げ温度Ｔａが検出されると、貯湯禁止運転モードによる運転制御が開始され、貯湯用目標温度Ｔｂよりも２３℃低い温度以下の沸き上げ温度Ｔａが検出されいない状態で、循環量Ｑが上限循環量Ｑmax を越えているときや、循環量Ｑが上限循環量Ｑmax 未満で、かつ、沸き上げ温度Ｔａが貯湯用目標温度Ｔｂよりも１℃低い温度以上で貯湯用目標温度Ｔｂよりも１℃高い温度以下の貯湯目標温度範囲の温度であり、しかも、冷媒２２kgf/cm2 信号が入力されていなかったり、冷媒２２kgf/cm2 信号が入力されていて、冷媒圧力が現状維持判別用圧力としての２２kgf/cm2(( 約２．１６ＭPa) 以上であっても、最大回転信号が入力されていてヒートポンプ式加熱器３３に運転余力が無いときには、循環量Ｑを現状に維持し、最大回転信号が入力されていなくて冷媒圧縮機７８の運転状態が最大出力運転状態でないとき、つまり、ヒートポンプ式加熱器３３に運転余力が有るときには、循環量Ｑを０．１リットル/minの設定量増大させてタイマ９４をリセットし、沸き上げ温度Ｔａが貯湯用目標温度Ｔｂよりも２．５℃低い温度以上のときは、設定時間としての９０秒間はその増大させた循環量Ｑで循環させて待機する循環量増大制御を実行する( ステップ＃８１〜＃９０) 。
【００８３】
そして、循環量増大制御を実行した後、沸き上げ温度Ｔａが貯湯目標温度範囲の温度よりも低く、冷媒２０kgf/cm2 信号が入力されていなかったり、冷媒２０kgf/cm2 信号が入力されていても、ヒートポンプ運転制御部Ｄから運転状態を示す信号としての、ガスエンジン７７の現在の回転数が最大回転数であることを示す最大回転信号が入力されていれば、つまり、ヒートポンプ式加熱器３３に運転余力が無いときには、沸き上げ温度Ｔａが貯湯目標温度範囲の温度になるように、その沸き上げ温度Ｔａに応じて、循環量Ｑを設定量減少させて設定時間待機する循環量減少制御を実行する( ステップ＃９１〜＃９９) 。
【００８４】
つまり、沸き上げ温度Ｔａが貯湯用目標温度Ｔｂよりも２．５℃低い温度以上であれば、循環量Ｑを０．１リットル/min減少させ( ステップ＃９４，＃９５) 、沸き上げ温度Ｔａが貯湯用目標温度Ｔｂよりも２．５℃低い温度を下回り、かつ、貯湯用目標温度Ｔｂよりも５℃低い温度以上であれば、循環量Ｑを０．２リットル/min減少させ( ステップ＃９６，＃９７) 、沸き上げ温度Ｔａが貯湯用目標温度Ｔｂよりも５℃低い温度を下回り、かつ、貯湯用目標温度Ｔｂよりも６℃低い温度以上であれば、循環量Ｑを０．３リットル/min減少させ( ステップ＃９８，＃９９) 、沸き上げ温度Ｔａが貯湯用目標温度Ｔｂよりも６℃低い温度を下回っていれば、貯湯禁止運転モードによる運転制御を実行する。
【００８５】
また、沸き上げ温度Ｔａが加熱湯水の温度が貯湯用目標温度と見なす貯湯用目標温度範囲の温度よりも低いときであっても、冷媒２０kgf/cm2 信号が入力されていていて、冷媒圧力が現状維持判別用圧力としての２０kgf/cm2(１．９６ＭP ａ) 以上であり、かつ、最大回転信号が入力されていなくて、冷媒圧縮機７８の運転状態が最大出力運転状態でないときは、循環量Ｑを現状に維持し( ステップ＃９１〜＃９３) 、沸き上げ温度Ｔａが貯湯目標温度範囲の温度を越えているときは、沸き上げ温度Ｔａが貯湯用目標温度Ｔｂよりも５℃高い温度以下であれば、循環量Ｑを０．１リットル/min増加させ、沸き上げ温度Ｔａが貯湯用目標温度Ｔｂよりも５℃高い温度を越えていれば、循環量Ｑを０．２リットル/min増加させ( ステップ＃９１，＃１００〜＃１０２) 。
【００８６】
そして、循環量Ｑを０．３リットル/min減少させたときは、沸き上げ温度Ｔａが貯湯用目標温度Ｔｂよりも４℃低い温度を下回っていると、貯湯用目標温度Ｔｂが６０℃の場合は、ＨＰ貯湯Ｂ運転モードによる運転制御の開始から１０分が経過していると貯湯待機処理を実行し、貯湯用目標温度Ｔｂが６７℃の場合は、ＨＰ貯湯Ｂ運転モードによる運転制御の開始から１５分が経過していると貯湯待機処理を実行し、貯湯待機処理を実行しないときは、循環量ＱがＨＰ貯湯運転状態で循環させる湯水の最低流量として設定した設定最低流量である１リットル/minよりも少なく、かつ、最大回転信号が入力されていてヒートポンプ式加熱器３３に運転余力が無く、かつ、ＨＰ貯湯Ｂ運転モードによる運転制御の開始から２分が経過しておれば、補助加熱貯湯運転モードによる運転制御を実行する( ステップ＃１０３〜＃１１０) 。
【００８７】
前記補助加熱貯湯運転モードによる運転制御について、図１８〜図２０を参照しながら説明する。
前記補助加熱貯湯運転モードによる運転制御では、図１８に示すように、ＨＰ貯湯運転モードによる運転制御を停止するＨＰ貯湯運転モード停止処理を実行し、補助加熱貯湯初期運転モードによる運転制御を実行した後、補助加熱貯湯許可運転モードによる運転制御を実行する。
【００８８】
前記補助加熱貯湯初期運転モードは、図１９に示すように、タイマ９４をリセットし、湯水循環手段Ｅを補助加熱貯湯初期運転状態に切り換えて、循環ポンプＰ１を、湯水の循環量Ｑが、入り温度サーミスタ６１にて検出した入り温度と、貯湯用目標温度Ｔｂと、補助加熱器３５の定格運転状態における所定の加熱能力とに基づいて演算した、沸き上げ温度Ｔａが貯湯用目標温度Ｔｂとなる循環量になるように制御し、給湯用目標温度Ｔｃよりも８℃高い温度を越える沸き上げ温度Ｔａを１秒間継続して検出したり、貯湯用目標温度Ｔｂよりも１５℃低い温度を超える沸き上げ温度Ｔａを１秒間継続して検出すると、補助加熱貯湯許可運転モードによる運転制御を実行する( ステップ＃１１１〜＃１１５) 。
【００８９】
前記補助加熱貯湯許可運転モードは、図２０に示すように、湯水循環手段Ｅを補助加熱貯湯運転状態に切り換えて、貯湯量が目標貯湯量になるまで、循環ポンプＰ１を、湯水の循環量Ｑが、入り温度サーミスタ６１にて検出した入り温度と、貯湯用目標温度Ｔｂと、補助加熱器３５の定格運転状態における所定の加熱能力とに基づいて演算した、沸き上げ温度Ｔａが貯湯用目標温度Ｔｂとなる循環量になるように制御し、給湯用目標温度Ｔｃよりも３℃高い温度以下の沸き上げ温度Ｔａを検出したり、貯湯用目標温度Ｔｂよりも２０℃低い温度未満の沸き上げ温度Ｔａを検出すると、湯水循環手段Ｅを補助加熱貯湯初期運転状態に切り換え、補助加熱器３５による加熱温度として設定した補助加熱器目標温度Ｔｄよりも５℃低い温度未満の沸き上げ温度Ｔａを２分継続して検出すると循環量を設定量減少させるとともにフラグを立て、更に１分継続すると、補助加熱器３５の異常と判断して運転を停止する( ステップ＃１２１〜＃１３３) 。
従って、補助加熱貯湯運転モードによる運転制御では、湯水がヒートポンプ式加熱器３３に代えて補助加熱器３５にて加熱されて、その補助加熱器３５にて加熱した温水を貯湯タンク１の上部に供給する形態で湯水を循環させる補助加熱貯湯運転状態に切り換えられる。
【００９０】
〔第２実施形態〕
前記第１実施形態で示した補助加熱器３５で加熱する補助加熱貯湯運転モードに代えて、ヒートポンプ式加熱器３３と補助加熱器３５とで加熱する補助加熱貯湯運転モードの実施形態を示すが、第１実施形態と同じ構成部分の説明は省略する。
【００９１】
本実施形態では、補助加熱貯湯運転状態においては、上部開閉弁２８および補助用断続開閉弁６３を開弁させるとともに、循環ポンプＰ１を作動させ、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ヒートポンプ式加熱器３３と補助加熱器３５にて加熱したのち、その温水を貯湯タンク１の上部に戻すようにしている。
また、補助加熱貯湯初期運転状態においては、戻し開閉弁２９、暖房用開閉弁４４および補助用断続開閉弁６３を開弁させるとともに、循環ポンプＰ１を作動させ、貯湯タンク１の底部から取り出した湯水をヒートポンプ式加熱器３３と補助加熱器３５にて加熱したのち、その湯水を貯湯タンク１の底部に戻すようにしている。
【００９２】
前記補助加熱貯湯運転モードによる運転制御を、図２１〜図２６を参照しながら説明する。
図２１〜図２３は、第１実施形態で示した貯湯運転用流量制御と同様であるが、図２３に示すように、補助加熱貯湯運転モード( ステップ＃１４１) による制御のあと、図１４に示すＨＰ貯湯Ｂ運転モードに戻って貯湯量が目標貯湯量になっているかを判定し( ステップ＃７５) 、貯湯量が目標貯湯量になっていないときには、貯湯運転用流量制御を繰り返す点で、第１実施形態と異なっている。
【００９３】
前記補助加熱貯湯運転モードによる運転制御では、図２４に示すように、補助加熱貯湯追加初期運転モードによる運転制御を実行したことを示すフラグ１が立っていると、直ちに補助加熱貯湯追加運転モードによる運転制御を実行し、フラグ１が立っていないときには、加熱貯湯追加初期運転モードによる運転制御を実行した後、フラグ１を立てて、補助加熱貯湯追加運転モードによる運転制御を実行する。
【００９４】
前記補助加熱貯湯追加初期運転モードは、図２５に示すように、タイマ９４をリセットし、湯水循環手段Ｅを補助加熱貯湯初期運転状態に切り換えて、循環ポンプＰ１による湯水の循環量Ｑを設定量増大させ、補助加熱器３５による加熱で沸き上げ温度Ｔａが貯湯用目標温度Ｔｂとなるように、ファン３７の回転速度およびガス比例弁４０の開度を調整する燃焼制御を実行し、給湯用目標温度Ｔｃよりも８℃高い温度を越える沸き上げ温度Ｔａを１秒間継続して検出したり、貯湯用目標温度Ｔｂよりも１５℃低い温度を超える沸き上げ温度Ｔａを１秒間継続して検出すると、補助加熱貯湯追加運転モードによる運転制御を実行する( ステップ＃１８１〜＃１８６) 。
【００９５】
前記補助加熱貯湯追加運転モードは、図２６に示すように、湯水循環手段Ｅを補助加熱貯湯運転状態に切り換えて、補助加熱器３５による加熱で沸き上げ温度Ｔａが貯湯用目標温度Ｔｂとなるように、ファン３７の回転速度およびガス比例弁４０の開度を調整する燃焼制御を実行して、図１４に示すＨＰ貯湯Ｂ運転モードに戻り、給湯用目標温度Ｔｃよりも３℃高い温度以下の沸き上げ温度Ｔａを検出したり、貯湯用目標温度Ｔｂよりも２０℃低い温度未満の沸き上げ温度Ｔａを検出すると、湯水循環手段Ｅを補助加熱貯湯初期運転状態に切り換え、補助加熱器３５による加熱温度として設定した補助加熱器目標温度Ｔｄよりも５℃低い温度未満の沸き上げ温度Ｔａを２分継続して検出すると循環量を設定量減少させるとともにフラグ２を立て、更に１分継続すると、補助加熱器３５の異常と判断して運転を停止する( ステップ＃１９０〜＃２００) 。
従って、本実施形態による補助加熱貯湯運転モードによる運転制御では、湯水がヒートポンプ式加熱器３３と補助加熱器３５とを併用して加熱されて、その加熱した温水を貯湯タンク１の上部に供給する形態で湯水を循環させる補助加熱貯湯運転状態に切り換えられる。
【００９６】
〔その他の実施形態〕
１．上記実施形態では、循環制御手段とヒートポンプ運転制御手段とが通信しながら、制御を行うように構成されているが、例えば、リモコンの情報が、両制御手段に並列的に伝えられたり、冷媒の圧力検出情報、圧縮機の回転数情報等、ヒートポンプ式加熱手段の各種センサの検出情報が、循環制御手段に直接伝えられる形態で制御しても良い。
２．上記実施形態では、設定時間( １５秒) 間隔おきに、冷媒圧力の判別が行なわれる形態で、循環量増大制御が行われるように構成されいるが、例えば、常に冷媒圧力を監視しておき、冷媒圧力が循環量増大制御用圧力になると、直ちに循環量増大制御を行い、その後、必ず設定時間( １５秒) の間は増大制御は行わない形態で実施しても良い。
３．上記実施形態では、水比例バルブの開度を制御して循環量を調整するように構成したが、循環ポンプの駆動を制御して循環量を調整しても良い。
【図面の簡単な説明】
【図１】貯湯式の給湯熱源装置( 貯湯ユニット) の概略構成図
【図２】貯湯式の給湯熱源装置( エンジンヒートポンプ式冷暖房装置) の概略構成図
【図３】制御ブロック図
【図４】第１実施形態の制御動作を示すフローチャート
【図５】第１実施形態の制御動作を示すフローチャート
【図６】第１実施形態の制御動作を示すフローチャート
【図７】第１実施形態の制御動作を示すフローチャート
【図８】第１実施形態の制御動作を示すフローチャート
【図９】第１実施形態の制御動作を示すフローチャート
【図１０】第１実施形態の制御動作を示すフローチャート
【図１１】第１実施形態の制御動作を示すフローチャート
【図１２】第１実施形態の制御動作を示すフローチャート
【図１３】第１実施形態の制御動作を示すフローチャート
【図１４】第１実施形態の制御動作を示すフローチャート
【図１５】第１実施形態の制御動作を示すフローチャート
【図１６】第１実施形態の制御動作を示すフローチャート
【図１７】第１実施形態の制御動作を示すフローチャート
【図１８】第１実施形態の制御動作を示すフローチャート
【図１９】第１実施形態の制御動作を示すフローチャート
【図２０】第１実施形態の制御動作を示すフローチャート
【図２１】第２実施形態の制御動作を示すフローチャート
【図２２】第２実施形態の制御動作を示すフローチャート
【図２３】第２実施形態の制御動作を示すフローチャート
【図２４】第２実施形態の制御動作を示すフローチャート
【図２５】第２実施形態の制御動作を示すフローチャート
【図２６】第２実施形態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
６ 給湯路
３３ ヒートポンプ式加熱器
３５ 補助加熱器
７８ 冷媒圧縮機
Ｃ 循環制御手段
Ｄ ヒートポンプ運転制御手段
Ｅ 湯水循環手段
Ｑ 循環量
Ｔａ 沸き上げ温度
Claims (3)
- 給湯路が上部に接続された貯湯タンクと、
前記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ヒートポンプ式加熱器にて加熱したのち、その温水を前記貯湯タンクの上部に供給する形態の貯湯運転状態で湯水を循環させる湯水循環手段と、
前記ヒートポンプ式加熱器による湯水の沸き上げ温度を貯湯目標温度範囲の温度に維持すべく、前記湯水循環手段による湯水の循環量を増減制御する循環制御手段と、
前記ヒートポンプ式加熱器における冷媒圧力が設定目標圧力になるように冷媒圧縮機の回転速度を制御するヒートポンプ運転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、
前記循環制御手段が、前記沸き上げ温度が前記貯湯目標温度範囲の温度であり、かつ、前記冷媒圧力及び前記冷媒圧縮機を駆動するエンジンの回転数又は前記冷媒圧縮機の回転数に基づいて前記ヒートポンプ式加熱器に運転余力が有ると判別したときには、前記湯水の循環量を設定量増大させて設定時間待機する循環量増大制御を繰り返し実行するように構成されている貯湯式の給湯熱源装置。 - 前記循環制御手段が、前記循環量増大制御を実行したあと、前記沸き上げ温度が前記貯湯目標温度範囲の温度よりも低く、かつ、前記冷媒圧力及び前記冷媒圧縮機を駆動するエンジンの回転数又は前記冷媒圧縮機の回転数に基づいて前記ヒートポンプ式加熱器の運転余力が無いと判別したときは、前記沸き上げ温度が前記貯湯目標温度範囲の温度になるように、前記湯水の循環量を設定量減少させて設定時間待機する循環量減少制御を繰り返し実行するように構成されている請求項１記載の貯湯式の給湯熱源装置。
- 前記湯水循環手段が、前記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ヒートポンプ式加熱器と補助加熱器とを併用して加熱したのち、又は、前記ヒートポンプ式加熱器に代えて前記補助加熱器にて加熱したのち、その温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補助加熱貯湯運転状態に切り換え自在に構成され、
前記循環制御手段が、前記貯湯運転状態において、前記沸き上げ温度が前記貯湯目標温度範囲の温度よりも低く、前記ヒートポンプ式加熱器に運転余力が無く、湯水の循環量が、前記貯湯運転状態で循環させる湯水の最低流量として設定した設定最低流量よりも少ないときには、前記補助加熱貯湯運転状態に切り換えて前記湯水循環手段の運転を制御するように構成されている請求項１又は２記載の貯湯式の給湯熱源装置。
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