JP4194225B2 - 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、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ヒートポンプ貯湯運転状態で湯水を循環させる湯水循環手段と、前記貯湯タンクに貯湯してある湯水を前記給湯路を通して給湯する給湯手段と、前記湯水循環手段の運転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】
上記貯湯式の給湯熱源装置では、従来、例えば特開昭５８−１２３０４６号公報に記載されているように、ヒートポンプ式加熱器の加熱能力が大きくて目標貯湯温度の湯水に加熱できるときは、ヒートポンプ貯湯運転状態で湯水循環手段を運転し、ヒートポンプ式加熱器の加熱能力が不足していて、ヒートポンプ貯湯運転状態で湯水循環手段を運転すると、目標貯湯温度の湯水に加熱できず、給湯時に湯切れが生じるおそれがあるときは、ヒートポンプ式加熱器にて加熱した湯水を補助加熱器にて加熱したのち、その温水を貯湯タンクの上部に供給する形態のヒートポンプ・補助加熱併用貯湯運転状態で湯水循環手段を運転するようにしている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
この為、目標貯湯量の湯水をヒートポンプ式加熱器で安価に貯湯するべく、ヒートポンプ貯湯運転状態で湯水循環手段を運転しているときに、給湯手段による給湯が行われて、貯湯量が減るようなことになっても、ヒートポンプ式加熱器にて目標貯湯温度の湯水に加熱できる限り、補助加熱器による加熱が併用されず、ヒートポンプ貯湯運転状態での湯水循環手段の運転が続行されるので、目標貯湯量の湯水を安価に貯湯できるものの、給湯中に湯切れが生じ易い欠点がある。
本発明は上記実情に鑑みてなされたものであって、目標貯湯量の湯水を安価に貯湯するべく、ヒートポンプ貯湯運転状態で湯水循環手段を運転しているときに給湯が行われても、湯切れが生じにくい状態で目標貯湯量の湯水を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、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ヒートポンプ貯湯運転状態で湯水を循環させる湯水循環手段と、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、前記貯湯タンクに貯湯してある湯水を前記給湯路を通して給湯する給湯手段と、前記湯水循環手段の運転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、
前記ヒートポンプ式加熱器にて加熱した湯水を加熱する補助加熱器と、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が設けられ、前記制御手段が、前記貯湯量が目標貯湯量未満になると、前記ヒートポンプ貯湯運転状態で前記湯水循環手段を運転するヒートポンプ貯湯運転制御を実行し、前記ヒートポンプ貯湯運転制御の実行中に、前記貯湯量が前記目標貯湯量よりも少ない補助加熱用設定貯湯量以下になり、かつ、前記給湯手段による給湯が行われていると、前記ヒートポンプ式加熱器にて加熱した湯水を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のヒートポンプ・補助加熱併用貯湯運転状態で前記湯水循環手段を運転するヒートポンプ・補助加熱併用貯湯運転制御を実行し、前記ヒートポンプ・補助加熱併用貯湯運転制御の実行中に、前記給湯手段による給湯が停止されると、前記ヒートポンプ貯湯運転制御を実行するように構成されている点にある。
〔作用〕
制御手段は、貯湯量が目標貯湯量未満になると、目標貯湯量の湯水を貯湯するべく、ヒートポンプ貯湯運転状態で湯水循環手段を運転するヒートポンプ貯湯運転制御を実行し、そのヒートポンプ貯湯運転制御の実行中に貯湯量が目標貯湯量よりも少ない補助加熱用設定貯湯量以下になり、かつ、給湯手段による給湯が行われていると、ヒートポンプ式加熱器にて加熱した湯水を補助加熱器にて加熱したのち、その温水を貯湯タンクの上部に供給する形態のヒートポンプ・補助加熱併用貯湯運転状態で湯水循環手段を運転するヒートポンプ・補助加熱併用貯湯運転制御を実行し、ヒートポンプ・補助加熱併用貯湯運転制御の実行中に給湯手段による給湯が停止されると、ヒートポンプ貯湯運転制御を実行する。
〔効果〕
ヒートポンプ貯湯運転状態で湯水循環手段を運転しているときに、貯湯量が補助加熱用設定貯湯量以下になっていても、給湯手段による給湯が行われている間だけヒートポンプ・補助加熱併用貯湯運転状態で湯水循環手段を運転して貯湯するので、給湯中に湯切れが生じないように貯湯しながら、補助加熱器の使用時間を減らして、目標貯湯量の湯水を安価に貯湯できる。
【０００６】
請求項２記載の発明の特徴構成は、前記制御手段が、前記ヒートポンプ・補助加熱併用貯湯運転制御の実行中に、前記貯湯量が前記補助加熱用設定貯湯量を越えると、前記ヒートポンプ貯湯運転制御を実行し、前記ヒートポンプ貯湯運転制御の実行中に、前記貯湯量が前記目標貯湯量以上になると、そのヒートポンプ貯湯運転制御の実行を停止するように構成されている点にある。
〔作用〕
制御手段は、ヒートポンプ・補助加熱併用貯湯運転制御の実行中に貯湯量が補助加熱用設定貯湯量を越えると、ヒートポンプ貯湯運転制御を実行し、ヒートポンプ貯湯運転制御の実行中に貯湯量が目標貯湯量以上になると、そのヒートポンプ貯湯運転制御の実行を停止する。
〔効果〕
ヒートポンプ・補助加熱併用貯湯運転状態で湯水循環手段を運転しているときに貯湯量が補助加熱用設定貯湯量を回復すると、以降は、貯湯量が目標貯湯量以上になるまで、ヒートポンプ貯湯運転状態で湯水循環手段を運転するので、貯湯量が補助加熱用設定貯湯量を回復するまでの間は、湯切れが生じないように貯湯しながら、貯湯量が補助加熱用設定貯湯量を回復すると、補助加熱器を使用せずに湯水を安価に貯湯できる。
【０００７】
請求項３記載の発明の特徴構成は、前記貯湯タンク内の湯水の温度を検出する温度センサが設けられ、前記貯湯量検出手段が、前記温度センサが目標貯湯温度未満の温度を検出すると、前記貯湯量が前記目標貯湯量未満であり、前記温度センサが前記目標貯湯温度以上の温度を検出すると、前記貯湯量が前記目標貯湯量以上であり、前記温度センサが前記目標貯湯温度よりも低い設定温度以下の温度を検出すると、前記貯湯量が前記補助加熱用設定貯湯量以下であり、前記温度センサが前記設定温度を越える温度を検出すると、前記貯湯量が前記補助加熱用設定貯湯量を越えるものであると判定するように構成されている点にある。
〔作用〕
貯湯量検出手段は、温度センサが目標貯湯温度未満の温度を検出すると、貯湯量が前記目標貯湯量未満であると判定し、温度センサが目標貯湯温度以上の温度を検出すると、貯湯量が目標貯湯量以上であると判定し、温度センサが目標貯湯温度よりも低い設定温度以下の温度を検出すると、貯湯量が補助加熱用設定貯湯量以下であると判定し、温度センサが設定温度を越える温度を検出すると、貯湯量が補助加熱用設定貯湯量を越えるものであると判定する。
〔効果〕
貯湯タンク内の湯水の検出温度に基づいて、検出温度が目標貯湯温度未満に低下すると、目標貯湯温度以上の湯水を目標貯湯量で貯湯するべく、ヒートポンプ貯湯運転状態で湯水循環手段を運転したり、そのヒートポンプ貯湯運転状態で湯水循環手段を運転しているときに、検出温度が目標貯湯温度よりも低い設定温度以下になると、ヒートポンプ・補助加熱併用貯湯運転状態で湯水循環手段を運転して貯湯できるので、例えば、目標貯湯量以上の湯水を目標貯湯温度以上に維持して貯湯しておきたい場合に、その湯水の温度が自然放熱で低下しても、目標貯湯量の湯水を目標貯湯温度で安価に貯湯しながら、その貯湯中に給湯が行われても、湯切れが生じないように目標貯湯量の湯水を貯湯できる。
また、請求項２記載の貯湯式の給湯熱源装置の場合は、ヒートポンプ・補助加熱併用貯湯運転状態で湯水循環手段を運転しているときに検出温度が目標貯湯温度よりも低い設定温度を越えると、以降は、検出温度が目標貯湯温度以上になるまでヒートポンプ貯湯運転状態で湯水循環手段を運転できるので、湯水循環手段の運転状態をヒートポンプ・補助加熱併用貯湯運転状態からヒートポンプ貯湯運転状態にタイミング良く切り換えて、目標貯湯量の湯水を効率良く安価に貯湯できる。
【０００８】
【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〕
前記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。
【０００９】
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。
【００１０】
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内の湯水の温度を特定高さ位置にて検出する４個の貯湯温度サーミスタ（温度センサの一例) Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３，Ｓ４が上下方向に分散配置して設けられている。
【００１１】
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。
【００１２】
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。
そして、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。
【００１３】
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。
ちなみに、浴槽に湯張りを行うときには、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。
【００１４】
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。
【００１５】
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。
【００１６】
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。
【００１７】
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。
【００１８】
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。
【００１９】
前記暖房用熱交換部４２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。
【００２０】
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。
【００２１】
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。
【００２２】
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。
【００２３】
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。
【００２４】
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。
【００２５】
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、湯水循環手段Ｅの運転を制御する制御手段としての貯湯ユニット制御部Ｃにて、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にて加熱したのち貯湯タンク１の上部に供給して貯湯する貯湯運転と、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。
【００２６】
前記貯湯運転においては、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を行った後、貯湯タンク１内に目標貯湯温度Ｔｅの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許可運転を行うようにしてある。
【００２７】
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、貯湯タンク１に貯湯してある湯水を給湯路６を通して給湯する給湯手段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、湯水循環手段Ｅにて貯湯タンク１の上部に供給される湯水の供給流量を検出する供給流量検出手段が、循環量センサ６２で構成されている。
【００２８】
前記エンジンヒートポンプ式冷暖房装置Ｂは、複数の室内機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。
【００２９】
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８１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に供給して放熱させ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。
【００３０】
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。
【００３１】
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などの運転制御を実行するように構成されている。
【００３２】
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。
【００３３】
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。
【００３４】
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。
【００３５】
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を通流する冷却水の温度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。
【００３６】
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。
【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のうちで目標貯湯温度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。
【００３９】
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。
尚、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。
【００４０】
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の夫々を制御して、貯湯運転や放熱運転などの運転制御を実行するように構成されている。
【００４１】
そして、貯湯運転において、ヒートポンプ式加熱器３３、エンジン排熱利用式加熱器３４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可温度に満たないときには、湯水循環手段Ｅを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) 、排熱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る貯湯初期運転を行い、ヒートポンプ式加熱器３３、エンジン排熱利用式加熱器３４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可温度になると、湯水循環手段Ｅを、ヒートポンプ貯湯運転状態としてのヒートポンプ貯湯許可運転状態（以下、ＨＰ貯湯許可運転状態という) 、ヒートポンプ・補助加熱併用貯湯運転状態（以下、ＨＰ・補助加熱併用貯湯運転状態という) 、排熱貯湯許可運転状態または補助加熱貯湯許可運転状態に切り換えて貯湯タンク１に貯湯する貯湯許可運転を行うようにしている。
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、湯水循環手段Ｅを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、湯水循環手段Ｅを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、湯水循環手段Ｅを追焚き・暖房同時運転状態に切り換えて湯水を循環させるようにしている。
【００４２】
以下、湯水循環手段Ｅの貯湯用の運転状態について説明する。
なお、この湯水循環手段Ｅの貯湯用の運転状態の説明において、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。
【００４３】
前記ＨＰ貯湯許可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の上部に供給するようにしている。
【００４４】
前記ＨＰ・補助加熱併用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にて加熱し、そのヒートポンプ式加熱器３３にて加熱した湯水を補助加熱器３５にて加熱したのち、貯湯タンク１の上部に供給するようにしている。
【００４５】
前記排熱貯湯許可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エンジン排熱利用式加熱器３４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。
【００４６】
前記補助加熱貯湯許可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。
【００４７】
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。
【００４８】
前記排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エンジン排熱利用式加熱器３４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。
【００４９】
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】
前記湯水循環手段Ｅの貯湯運転を制御する貯湯ユニット制御部Ｃについて説明する。
前記貯湯ユニット制御部Ｃは、エンジンヒートポンプ式冷暖房装置Ｂ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制御（以下、ＨＰ貯湯運転制御という) 、ヒートポンプ・補助加熱併用貯湯運転制御（以下、ＨＰ・補助加熱併用貯湯運転制御という) または補助加熱貯湯運転制御のいずれかを選択して実行し、エンジンヒートポンプ式冷暖房装置Ｂが空調暖房運転中に貯湯リモコン９２から貯湯要求が指令されると、補助加熱器３５を運転させて貯湯する補助加熱貯湯運転制御を実行し、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指令されると、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貯湯運転制御やＨＰ・補助加熱併用貯湯運転制御を実行するように構成されている。
また、貯湯要求の指令がない場合でも、冷却水循環手段Ｌにおける冷却水路８５を通流する冷却水の温度が加熱用設定温度以上になると、排熱貯湯運転制御を実行するように構成されている。
【００５１】
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、貯湯要求が指令されると、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貯湯運転制御やＨＰ・補助加熱併用貯湯運転制御を実行するように構成されている。
また、ＨＰ貯湯運転制御の実行中に、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貯湯運転制御やＨＰ・補助加熱併用貯湯運転制御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貯湯運転制御やＨＰ・補助加熱併用貯湯運転制御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制御をヒートポンプ運転制御部Ｄが実行し、空調能力が不足しているときには、ＨＰ貯湯運転制御やＨＰ・補助加熱併用貯湯運転制御から補助加熱貯湯運転制御に切り換えて、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。
【００５２】
前記ＨＰ貯湯運転制御の概略を説明すると、目標貯湯温度Ｔｅの湯水を目標貯湯量Ｒａで貯湯タンク１に貯湯しておくキープ運転において、給湯や自然放熱により、貯湯量Ｒが目標貯湯量Ｒａ未満になると、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に供給するとともに、湯水循環手段ＥをＨＰ貯湯初期運転状態にて運転して、貯湯タンク１内の湯水をヒートポンプ式加熱器３３にて加熱する。
そして、貯湯サーミスタ６６にて検出される温度が貯湯許可温度以上になると、湯水循環手段ＥをＨＰ貯湯初期運転状態からＨＰ貯湯許可運転状態に切り換えて運転して、貯湯タンク１の上部に供給される温水の温度が目標貯湯温度Ｔｅよりも高い貯湯用目標温度Ｔｂ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。
【００５３】
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Ｒが貯湯リモコン９２などにより設定された目標貯湯量Ｒａ以上になると、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、ＨＰ貯湯運転制御の実行を停止するように構成されている。
【００５４】
前記目標貯湯量Ｒａは、小貯湯量Ｒs ，中貯湯量Ｒm ，最大貯湯量Ｒmax のうちのひとつが選択でき、貯湯量検出手段Ｍは、例えば、目標貯湯量Ｒａとして小貯湯量Ｒs が選択されているときには、サーミスタＳ２が目標貯湯温度Ｔｅ未満の温度を検出すると、貯湯量Ｒが目標貯湯量Ｒａ未満であり、サーミスタＳ２が目標貯湯温度Ｔｅ以上の温度を検出すると、貯湯量Ｒが目標貯湯量Ｒａ以上であると判定するように構成されている。
【００５５】
前記ＨＰ・補助加熱併用貯湯運転制御は、湯水循環手段ＥをＨＰ貯湯許可運転状態で運転しているＨＰ貯湯運転制御の実行中に給湯手段Ｇによる給湯が行われて貯湯量Ｒが補助加熱用設定貯湯量Ｒｂとしての最低確保量Ｒmin 以下になり、かつ、給湯手段Ｇによる給湯が行われていると、湯水循環手段ＥをＨＰ・補助加熱併用貯湯運転状態に切り換えて実行され、ＨＰ・補助加熱併用貯湯運転制御の実行中に、給湯手段Ｇによる給湯が停止されるか、または、貯湯量Ｒが最低確保量Ｒmin を越えると、湯水循環手段ＥをＨＰ貯湯許可運転状態に切り換えてＨＰ貯湯運転制御を実行するように構成されている。
【００５６】
前記補助加熱貯湯運転制御では、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、貯湯サーミスタ６６にて検出される温度が貯湯許可温度以上になると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】
前記排熱貯湯運転制御では、湯水循環手段Ｅを排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エンジン排熱利用式加熱器３４にて加熱したのち、その温水を貯湯タンク１の底部に戻す形態で湯水を循環させる排熱貯湯初期運転と、貯湯サーミスタ６６にて検出される温度が貯湯許可温度以上になると排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エンジン排熱利用式加熱器３４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る排熱貯湯運転とに切り換えて貯湯される。
【００５８】
前記貯湯ユニット制御部ＣによるＨＰ貯湯運転制御を、目標貯湯量Ｒａとして小貯湯量Ｒs を選択した場合を例にして、図４〜図１５のフローチャートを参照しながら説明する。
前記ＨＰ貯湯運転制御は、目標貯湯量Ｒａ（Ｒｓ) に対応する貯湯温度サーミスタＳ２が目標貯湯温度Ｔｅ未満の温度を検出すると、貯湯量検出手段Ｍは現在の貯湯量Ｒが目標貯湯量Ｒａ（Ｒｓ) 未満であると判定して、貯湯用目標温度Ｔｂで、かつ、目標貯湯量Ｒａ（Ｒｓ) の湯水を貯湯タンク１に貯湯するために、ヒートポンプ式加熱器３３や補助加熱器３５を使用して実行される。
【００５９】
つまり、図４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内に目標貯湯量Ｒａ（Ｒｓ) の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貯湯許可運転状態で湯水を循環させるＨＰ貯湯許可Ａ運転モードとＨＰ貯湯許可Ｂ運転モードとに切り換えてその運転を制御し、ＨＰ貯湯許可Ｂ運転モードにおいて、貯湯タンク１内の貯湯量Ｒが目標貯湯量Ｒａ（Ｒｓ) になるように、貯湯量検出手段Ｍの検出結果に基づいて、湯水循環手段Ｅの運転を制御する。
【００６０】
前記ＨＰ貯湯許可Ｂ運転モードにおいて、給湯手段Ｇによる給湯が行われて貯湯量Ｒが最低確保量Ｒmin 以下になり、かつ、給湯手段Ｇによる給湯が行われていると、湯水循環手段ＥをＨＰ・補助加熱併用貯湯運転状態に切り換えて、ＨＰ・補助加熱併用貯湯運転制御が実行され、ＨＰ・補助加熱併用貯湯運転制御の実行中に、給湯手段Ｇによる給湯が停止されるか、または、貯湯量Ｒが最低確保量Ｒmin を越えると、湯水循環手段ＥをＨＰ貯湯許可Ｂ運転状態に切り換えてＨＰ貯湯許可Ｂ運転モードで運転するように構成されている。
尚、ＨＰ貯湯運転制御の実行時には、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、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ように構成されている。
【００６１】
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貯湯許可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貯湯許可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。
【００６２】
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５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) 。
【００６３】
前記貯湯待機処理は、図６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) 。
【００６４】
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７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) 。
【００６５】
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) 。
【００６６】
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８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) 。
【００６７】
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) 。
【００６８】
前記ＨＰ貯湯許可Ａ運転モードについて説明する。
前記ＨＰ貯湯許可Ａ運転モードによる運転制御では、図９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貯湯許可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。
【００６９】
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１０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) 。
【００７０】
前記ＨＰ貯湯許可Ｂ運転モードについて説明する。
前記ＨＰ貯湯許可Ｂ運転モードによる運転制御では、図１１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に維持するべく、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する。
【００７１】
そして、貯湯温度サーミスタＳ１が目標貯湯温度Ｔｅ未満の温度を検出して、貯湯量検出手段Ｍが、現在の貯湯量Ｒが最低確保量Ｒmin 以下であると判定し、かつ、給湯手段Ｇによる給湯が行われていることが給湯流量センサ２０や湯張り流量センサ２１で検出されていると、ＨＰ・補助加熱併用貯湯運転制御を実行し、目標貯湯量Ｒａ（Ｒｓ) に対応する貯湯温度サーミスタＳ２が目標貯湯温度Ｔｅを越える温度を検出して、貯湯量検出手段Ｍが、現在の貯湯量Ｒが目標貯湯量以上であると判定すると、ＨＰ貯湯許可Ｂ運転モードによる制御を終了する（ステップ＃７１〜＃７８) 。
【００７２】
前記ＨＰ・補助加熱併用貯湯運転制御では、図１２に示すように、湯水循環手段ＥをＨＰ・補助加熱併用貯湯運転状態に切り換え、給湯手段Ｇによる給湯が給湯流量センサ２０や湯張り流量センサ２１で検出されなくなり、かつ、貯湯量Ｒが最低確保量Ｒmin を越えるまで、水比例バルブ６５のフィードバック制御を行わずに、ヒートポンプ式加熱器３３にて加熱した湯水を補助加熱器３５で貯湯用目標温度Ｔｂ以上の成り行き温度に加熱したのち、その温水を貯湯タンク１の上部に供給する（ステップ＃１２１〜＃１２３) 。
【００７３】
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１３〜図１５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) 。
【００７４】
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) 。
【００７５】
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。
【００７６】
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) 。
【００７７】
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、貯湯待機処理を実行する（ステップ＃１０３〜＃１１０) 。
【００７８】
〔第２実施形態〕
前記ＨＰ貯湯許可Ｂ運転モードによる制御において、目標貯湯量Ｒａよりも少ない補助加熱用設定貯湯量Ｒｂを最低確保量Ｒmin 以外の量に設定して、貯湯量Ｒがその補助加熱用設定貯湯量Ｒｂ以下になり、かつ、給湯手段Ｇによる給湯が行われていることが給湯流量センサ２０や湯張り流量センサ２１で検出されていると、湯水循環手段ＥをＨＰ・補助加熱併用貯湯運転状態に切り換えて、ＨＰ・補助加熱併用貯湯運転制御を実行するように構成しても良い。
【００７９】
つまり、貯湯量検出手段Ｍを、例えば目標貯湯量Ｒａとして小貯湯量Ｒs が選択されているときには、サーミスタＳ２が目標貯湯温度Ｔｅ未満の温度を検出すると、貯湯量Ｒが目標貯湯量Ｒａ未満であり、サーミスタＳ２が目標貯湯温度Ｔｅ以上の温度を検出すると、貯湯量Ｒが目標貯湯量Ｒａ以上であり、サーミスタＳ２が目標貯湯温度Ｔｅよりも低い設定温度Ｔｆ以下の温度を検出すると、貯湯量Ｒが目標貯湯量Ｒａよりも少ない補助加熱用設定貯湯量Ｒｂ以下であり、サーミスタＳ２が目標貯湯温度Ｔｅを越える温度を検出すると、貯湯量Ｒが補助加熱用設定貯湯量Ｒｂを越えるものであると判定するように構成する。
【００８０】
そして、図１６に示すように、目標貯湯量Ｒａが小貯湯量Ｒs の場合、貯湯温度サーミスタＳ２が設定温度Ｔｆ以下の温度を検出して、貯湯量検出手段Ｍが、貯湯量Ｒが目標貯湯量Ｒａ（Ｒｓ) よりも少ない補助加熱用設定貯湯量Ｒｂ以下であると判定し、かつ、給湯手段Ｇによる給湯が行われていることが給湯流量センサ２０や湯張り流量センサ２１で検出されていると、湯水循環手段ＥをＨＰ・補助加熱併用貯湯運転状態に切り換え、図１７に示すように、ＨＰ・補助加熱併用貯湯運転状態において、給湯手段Ｇによる給湯が給湯流量センサ２０や湯張り流量センサ２１で検出されなくなり、かつ、サーミスタＳ２が目標貯湯温度Ｔｅを越える温度を検出して、貯湯量検出手段Ｍが、貯湯量Ｒが補助加熱用設定貯湯量Ｒｂを越えるものであると判定するまで、水比例バルブ６５のフィードバック制御を行わずに、ヒートポンプ式加熱器３３にて加熱した湯水を補助加熱器３５で貯湯用目標温度Ｔｂ以上の成り行き温度に加熱したのち、その温水を貯湯タンク１の上部に供給する。
その他の構成は第１実施形態と同様であるので、その説明は省略する。
【００８１】
〔その他の実施形態〕
１．上記実施形態では、給湯手段による給湯が行われて貯湯量が目標貯湯量未満になると、ヒートポンプ貯湯運転制御を実行する形態を示したが、自然放熱により貯湯タンク内の湯水の温度が低下して、実質的に貯湯量が目標貯湯量未満になると、ヒートポンプ貯湯運転制御を実行しても良い。
２．上記実施形態では、ヒートポンプ・補助加熱併用貯湯運転制御の実行中に、給湯手段による給湯が停止され、かつ、貯湯量が補助加熱用設定貯湯量を越えると、ヒートポンプ貯湯運転制御を実行するように構成したが、ヒートポンプ・補助加熱併用貯湯運転制御の実行中に、貯湯量が補助加熱用設定貯湯量以下であっても、給湯手段による給湯が停止されると、ヒートポンプ貯湯運転制御を実行したり、ヒートポンプ・補助加熱併用貯湯運転制御の実行中に、給湯手段による給湯が停止されていなくとも、貯湯量が補助加熱用設定貯湯量を越えると、ヒートポンプ貯湯運転制御を実行するように構成しても良い。
３．上記実施形態では、目標貯湯量Ｒａとして小貯湯量Ｒsを選択した場合の実施形態を示したが、目標貯湯量Ｒａとして中貯湯量Ｒmや最大貯湯量Ｒmaxを選択した場合に、貯湯量Ｒが補助加熱用設定貯湯量Ｒｂ以下になると、湯水循環手段ＥをＨＰ・補助加熱併用貯湯運転状態に切り換えて、ＨＰ・補助加熱併用貯湯運転制御を実行するように構成しても良い。
【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２実施形態の制御動作を示すフローチャート
【図１７】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
Ｃ 制御手段
Ｅ 湯水循環手段
Ｇ 給湯手段
Ｍ 貯湯量検出手段
Ｒ 貯湯量
Ｒａ 目標貯湯量
Ｒｂ 補助加熱用設定貯湯量
Ｓ２ 温度センサ
Ｓ３ 温度センサ
Ｓ４ 温度センサ
Ｔｅ 目標貯湯温度
Ｔｆ 設定温度
【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、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ヒートポンプ貯湯運転状態で湯水を循環させる湯水循環手段と、前記貯湯タンクに貯湯してある湯水を前記給湯路を通して給湯する給湯手段と、前記湯水循環手段の運転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】
上記貯湯式の給湯熱源装置では、従来、例えば特開昭５８−１２３０４６号公報に記載されているように、ヒートポンプ式加熱器の加熱能力が大きくて目標貯湯温度の湯水に加熱できるときは、ヒートポンプ貯湯運転状態で湯水循環手段を運転し、ヒートポンプ式加熱器の加熱能力が不足していて、ヒートポンプ貯湯運転状態で湯水循環手段を運転すると、目標貯湯温度の湯水に加熱できず、給湯時に湯切れが生じるおそれがあるときは、ヒートポンプ式加熱器にて加熱した湯水を補助加熱器にて加熱したのち、その温水を貯湯タンクの上部に供給する形態のヒートポンプ・補助加熱併用貯湯運転状態で湯水循環手段を運転するようにしている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
この為、目標貯湯量の湯水をヒートポンプ式加熱器で安価に貯湯するべく、ヒートポンプ貯湯運転状態で湯水循環手段を運転しているときに、給湯手段による給湯が行われて、貯湯量が減るようなことになっても、ヒートポンプ式加熱器にて目標貯湯温度の湯水に加熱できる限り、補助加熱器による加熱が併用されず、ヒートポンプ貯湯運転状態での湯水循環手段の運転が続行されるので、目標貯湯量の湯水を安価に貯湯できるものの、給湯中に湯切れが生じ易い欠点がある。
本発明は上記実情に鑑みてなされたものであって、目標貯湯量の湯水を安価に貯湯するべく、ヒートポンプ貯湯運転状態で湯水循環手段を運転しているときに給湯が行われても、湯切れが生じにくい状態で目標貯湯量の湯水を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、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ヒートポンプ貯湯運転状態で湯水を循環させる湯水循環手段と、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、前記貯湯タンクに貯湯してある湯水を前記給湯路を通して給湯する給湯手段と、前記湯水循環手段の運転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、
前記ヒートポンプ式加熱器にて加熱した湯水を加熱する補助加熱器と、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が設けられ、前記制御手段が、前記貯湯量が目標貯湯量未満になると、前記ヒートポンプ貯湯運転状態で前記湯水循環手段を運転するヒートポンプ貯湯運転制御を実行し、前記ヒートポンプ貯湯運転制御の実行中に、前記貯湯量が前記目標貯湯量よりも少ない補助加熱用設定貯湯量以下になり、かつ、前記給湯手段による給湯が行われていると、前記ヒートポンプ式加熱器にて加熱した湯水を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のヒートポンプ・補助加熱併用貯湯運転状態で前記湯水循環手段を運転するヒートポンプ・補助加熱併用貯湯運転制御を実行し、前記ヒートポンプ・補助加熱併用貯湯運転制御の実行中に、前記給湯手段による給湯が停止されると、前記ヒートポンプ貯湯運転制御を実行するように構成されている点にある。
〔作用〕
制御手段は、貯湯量が目標貯湯量未満になると、目標貯湯量の湯水を貯湯するべく、ヒートポンプ貯湯運転状態で湯水循環手段を運転するヒートポンプ貯湯運転制御を実行し、そのヒートポンプ貯湯運転制御の実行中に貯湯量が目標貯湯量よりも少ない補助加熱用設定貯湯量以下になり、かつ、給湯手段による給湯が行われていると、ヒートポンプ式加熱器にて加熱した湯水を補助加熱器にて加熱したのち、その温水を貯湯タンクの上部に供給する形態のヒートポンプ・補助加熱併用貯湯運転状態で湯水循環手段を運転するヒートポンプ・補助加熱併用貯湯運転制御を実行し、ヒートポンプ・補助加熱併用貯湯運転制御の実行中に給湯手段による給湯が停止されると、ヒートポンプ貯湯運転制御を実行する。
〔効果〕
ヒートポンプ貯湯運転状態で湯水循環手段を運転しているときに、貯湯量が補助加熱用設定貯湯量以下になっていても、給湯手段による給湯が行われている間だけヒートポンプ・補助加熱併用貯湯運転状態で湯水循環手段を運転して貯湯するので、給湯中に湯切れが生じないように貯湯しながら、補助加熱器の使用時間を減らして、目標貯湯量の湯水を安価に貯湯できる。
【０００６】
請求項２記載の発明の特徴構成は、前記制御手段が、前記ヒートポンプ・補助加熱併用貯湯運転制御の実行中に、前記貯湯量が前記補助加熱用設定貯湯量を越えると、前記ヒートポンプ貯湯運転制御を実行し、前記ヒートポンプ貯湯運転制御の実行中に、前記貯湯量が前記目標貯湯量以上になると、そのヒートポンプ貯湯運転制御の実行を停止するように構成されている点にある。
〔作用〕
制御手段は、ヒートポンプ・補助加熱併用貯湯運転制御の実行中に貯湯量が補助加熱用設定貯湯量を越えると、ヒートポンプ貯湯運転制御を実行し、ヒートポンプ貯湯運転制御の実行中に貯湯量が目標貯湯量以上になると、そのヒートポンプ貯湯運転制御の実行を停止する。
〔効果〕
ヒートポンプ・補助加熱併用貯湯運転状態で湯水循環手段を運転しているときに貯湯量が補助加熱用設定貯湯量を回復すると、以降は、貯湯量が目標貯湯量以上になるまで、ヒートポンプ貯湯運転状態で湯水循環手段を運転するので、貯湯量が補助加熱用設定貯湯量を回復するまでの間は、湯切れが生じないように貯湯しながら、貯湯量が補助加熱用設定貯湯量を回復すると、補助加熱器を使用せずに湯水を安価に貯湯できる。
【０００７】
請求項３記載の発明の特徴構成は、前記貯湯タンク内の湯水の温度を検出する温度センサが設けられ、前記貯湯量検出手段が、前記温度センサが目標貯湯温度未満の温度を検出すると、前記貯湯量が前記目標貯湯量未満であり、前記温度センサが前記目標貯湯温度以上の温度を検出すると、前記貯湯量が前記目標貯湯量以上であり、前記温度センサが前記目標貯湯温度よりも低い設定温度以下の温度を検出すると、前記貯湯量が前記補助加熱用設定貯湯量以下であり、前記温度センサが前記設定温度を越える温度を検出すると、前記貯湯量が前記補助加熱用設定貯湯量を越えるものであると判定するように構成されている点にある。
〔作用〕
貯湯量検出手段は、温度センサが目標貯湯温度未満の温度を検出すると、貯湯量が前記目標貯湯量未満であると判定し、温度センサが目標貯湯温度以上の温度を検出すると、貯湯量が目標貯湯量以上であると判定し、温度センサが目標貯湯温度よりも低い設定温度以下の温度を検出すると、貯湯量が補助加熱用設定貯湯量以下であると判定し、温度センサが設定温度を越える温度を検出すると、貯湯量が補助加熱用設定貯湯量を越えるものであると判定する。
〔効果〕
貯湯タンク内の湯水の検出温度に基づいて、検出温度が目標貯湯温度未満に低下すると、目標貯湯温度以上の湯水を目標貯湯量で貯湯するべく、ヒートポンプ貯湯運転状態で湯水循環手段を運転したり、そのヒートポンプ貯湯運転状態で湯水循環手段を運転しているときに、検出温度が目標貯湯温度よりも低い設定温度以下になると、ヒートポンプ・補助加熱併用貯湯運転状態で湯水循環手段を運転して貯湯できるので、例えば、目標貯湯量以上の湯水を目標貯湯温度以上に維持して貯湯しておきたい場合に、その湯水の温度が自然放熱で低下しても、目標貯湯量の湯水を目標貯湯温度で安価に貯湯しながら、その貯湯中に給湯が行われても、湯切れが生じないように目標貯湯量の湯水を貯湯できる。
また、請求項２記載の貯湯式の給湯熱源装置の場合は、ヒートポンプ・補助加熱併用貯湯運転状態で湯水循環手段を運転しているときに検出温度が目標貯湯温度よりも低い設定温度を越えると、以降は、検出温度が目標貯湯温度以上になるまでヒートポンプ貯湯運転状態で湯水循環手段を運転できるので、湯水循環手段の運転状態をヒートポンプ・補助加熱併用貯湯運転状態からヒートポンプ貯湯運転状態にタイミング良く切り換えて、目標貯湯量の湯水を効率良く安価に貯湯できる。
【０００８】
【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〕
前記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。
【０００９】
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。
【００１０】
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内の湯水の温度を特定高さ位置にて検出する４個の貯湯温度サーミスタ（温度センサの一例) Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３，Ｓ４が上下方向に分散配置して設けられている。
【００１１】
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。
【００１２】
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。
そして、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。
【００１３】
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。
ちなみに、浴槽に湯張りを行うときには、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。
【００１４】
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。
【００１５】
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。
【００１６】
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。
【００１７】
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。
【００１８】
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。
【００１９】
前記暖房用熱交換部４２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。
【００２０】
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。
【００２１】
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。
【００２２】
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。
【００２３】
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。
【００２４】
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。
【００２５】
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、湯水循環手段Ｅの運転を制御する制御手段としての貯湯ユニット制御部Ｃにて、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にて加熱したのち貯湯タンク１の上部に供給して貯湯する貯湯運転と、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。
【００２６】
前記貯湯運転においては、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を行った後、貯湯タンク１内に目標貯湯温度Ｔｅの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許可運転を行うようにしてある。
【００２７】
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、貯湯タンク１に貯湯してある湯水を給湯路６を通して給湯する給湯手段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、湯水循環手段Ｅにて貯湯タンク１の上部に供給される湯水の供給流量を検出する供給流量検出手段が、循環量センサ６２で構成されている。
【００２８】
前記エンジンヒートポンプ式冷暖房装置Ｂは、複数の室内機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。
【００２９】
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８１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に供給して放熱させ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。
【００３０】
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。
【００３１】
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などの運転制御を実行するように構成されている。
【００３２】
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。
【００３３】
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。
【００３４】
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。
【００３５】
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を通流する冷却水の温度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。
【００３６】
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。
【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のうちで目標貯湯温度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。
【００３９】
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。
尚、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。
【００４０】
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の夫々を制御して、貯湯運転や放熱運転などの運転制御を実行するように構成されている。
【００４１】
そして、貯湯運転において、ヒートポンプ式加熱器３３、エンジン排熱利用式加熱器３４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可温度に満たないときには、湯水循環手段Ｅを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) 、排熱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る貯湯初期運転を行い、ヒートポンプ式加熱器３３、エンジン排熱利用式加熱器３４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可温度になると、湯水循環手段Ｅを、ヒートポンプ貯湯運転状態としてのヒートポンプ貯湯許可運転状態（以下、ＨＰ貯湯許可運転状態という) 、ヒートポンプ・補助加熱併用貯湯運転状態（以下、ＨＰ・補助加熱併用貯湯運転状態という) 、排熱貯湯許可運転状態または補助加熱貯湯許可運転状態に切り換えて貯湯タンク１に貯湯する貯湯許可運転を行うようにしている。
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、湯水循環手段Ｅを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、湯水循環手段Ｅを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、湯水循環手段Ｅを追焚き・暖房同時運転状態に切り換えて湯水を循環させるようにしている。
【００４２】
以下、湯水循環手段Ｅの貯湯用の運転状態について説明する。
なお、この湯水循環手段Ｅの貯湯用の運転状態の説明において、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。
【００４３】
前記ＨＰ貯湯許可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の上部に供給するようにしている。
【００４４】
前記ＨＰ・補助加熱併用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にて加熱し、そのヒートポンプ式加熱器３３にて加熱した湯水を補助加熱器３５にて加熱したのち、貯湯タンク１の上部に供給するようにしている。
【００４５】
前記排熱貯湯許可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エンジン排熱利用式加熱器３４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。
【００４６】
前記補助加熱貯湯許可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。
【００４７】
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。
【００４８】
前記排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エンジン排熱利用式加熱器３４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。
【００４９】
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】
前記湯水循環手段Ｅの貯湯運転を制御する貯湯ユニット制御部Ｃについて説明する。
前記貯湯ユニット制御部Ｃは、エンジンヒートポンプ式冷暖房装置Ｂ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制御（以下、ＨＰ貯湯運転制御という) 、ヒートポンプ・補助加熱併用貯湯運転制御（以下、ＨＰ・補助加熱併用貯湯運転制御という) または補助加熱貯湯運転制御のいずれかを選択して実行し、エンジンヒートポンプ式冷暖房装置Ｂが空調暖房運転中に貯湯リモコン９２から貯湯要求が指令されると、補助加熱器３５を運転させて貯湯する補助加熱貯湯運転制御を実行し、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指令されると、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貯湯運転制御やＨＰ・補助加熱併用貯湯運転制御を実行するように構成されている。
また、貯湯要求の指令がない場合でも、冷却水循環手段Ｌにおける冷却水路８５を通流する冷却水の温度が加熱用設定温度以上になると、排熱貯湯運転制御を実行するように構成されている。
【００５１】
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、貯湯要求が指令されると、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貯湯運転制御やＨＰ・補助加熱併用貯湯運転制御を実行するように構成されている。
また、ＨＰ貯湯運転制御の実行中に、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貯湯運転制御やＨＰ・補助加熱併用貯湯運転制御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貯湯運転制御やＨＰ・補助加熱併用貯湯運転制御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制御をヒートポンプ運転制御部Ｄが実行し、空調能力が不足しているときには、ＨＰ貯湯運転制御やＨＰ・補助加熱併用貯湯運転制御から補助加熱貯湯運転制御に切り換えて、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。
【００５２】
前記ＨＰ貯湯運転制御の概略を説明すると、目標貯湯温度Ｔｅの湯水を目標貯湯量Ｒａで貯湯タンク１に貯湯しておくキープ運転において、給湯や自然放熱により、貯湯量Ｒが目標貯湯量Ｒａ未満になると、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に供給するとともに、湯水循環手段ＥをＨＰ貯湯初期運転状態にて運転して、貯湯タンク１内の湯水をヒートポンプ式加熱器３３にて加熱する。
そして、貯湯サーミスタ６６にて検出される温度が貯湯許可温度以上になると、湯水循環手段ＥをＨＰ貯湯初期運転状態からＨＰ貯湯許可運転状態に切り換えて運転して、貯湯タンク１の上部に供給される温水の温度が目標貯湯温度Ｔｅよりも高い貯湯用目標温度Ｔｂ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。
【００５３】
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Ｒが貯湯リモコン９２などにより設定された目標貯湯量Ｒａ以上になると、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、ＨＰ貯湯運転制御の実行を停止するように構成されている。
【００５４】
前記目標貯湯量Ｒａは、小貯湯量Ｒs ，中貯湯量Ｒm ，最大貯湯量Ｒmax のうちのひとつが選択でき、貯湯量検出手段Ｍは、例えば、目標貯湯量Ｒａとして小貯湯量Ｒs が選択されているときには、サーミスタＳ２が目標貯湯温度Ｔｅ未満の温度を検出すると、貯湯量Ｒが目標貯湯量Ｒａ未満であり、サーミスタＳ２が目標貯湯温度Ｔｅ以上の温度を検出すると、貯湯量Ｒが目標貯湯量Ｒａ以上であると判定するように構成されている。
【００５５】
前記ＨＰ・補助加熱併用貯湯運転制御は、湯水循環手段ＥをＨＰ貯湯許可運転状態で運転しているＨＰ貯湯運転制御の実行中に給湯手段Ｇによる給湯が行われて貯湯量Ｒが補助加熱用設定貯湯量Ｒｂとしての最低確保量Ｒmin 以下になり、かつ、給湯手段Ｇによる給湯が行われていると、湯水循環手段ＥをＨＰ・補助加熱併用貯湯運転状態に切り換えて実行され、ＨＰ・補助加熱併用貯湯運転制御の実行中に、給湯手段Ｇによる給湯が停止されるか、または、貯湯量Ｒが最低確保量Ｒmin を越えると、湯水循環手段ＥをＨＰ貯湯許可運転状態に切り換えてＨＰ貯湯運転制御を実行するように構成されている。
【００５６】
前記補助加熱貯湯運転制御では、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、貯湯サーミスタ６６にて検出される温度が貯湯許可温度以上になると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】
前記排熱貯湯運転制御では、湯水循環手段Ｅを排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エンジン排熱利用式加熱器３４にて加熱したのち、その温水を貯湯タンク１の底部に戻す形態で湯水を循環させる排熱貯湯初期運転と、貯湯サーミスタ６６にて検出される温度が貯湯許可温度以上になると排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エンジン排熱利用式加熱器３４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る排熱貯湯運転とに切り換えて貯湯される。
【００５８】
前記貯湯ユニット制御部ＣによるＨＰ貯湯運転制御を、目標貯湯量Ｒａとして小貯湯量Ｒs を選択した場合を例にして、図４〜図１５のフローチャートを参照しながら説明する。
前記ＨＰ貯湯運転制御は、目標貯湯量Ｒａ（Ｒｓ) に対応する貯湯温度サーミスタＳ２が目標貯湯温度Ｔｅ未満の温度を検出すると、貯湯量検出手段Ｍは現在の貯湯量Ｒが目標貯湯量Ｒａ（Ｒｓ) 未満であると判定して、貯湯用目標温度Ｔｂで、かつ、目標貯湯量Ｒａ（Ｒｓ) の湯水を貯湯タンク１に貯湯するために、ヒートポンプ式加熱器３３や補助加熱器３５を使用して実行される。
【００５９】
つまり、図４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内に目標貯湯量Ｒａ（Ｒｓ) の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貯湯許可運転状態で湯水を循環させるＨＰ貯湯許可Ａ運転モードとＨＰ貯湯許可Ｂ運転モードとに切り換えてその運転を制御し、ＨＰ貯湯許可Ｂ運転モードにおいて、貯湯タンク１内の貯湯量Ｒが目標貯湯量Ｒａ（Ｒｓ) になるように、貯湯量検出手段Ｍの検出結果に基づいて、湯水循環手段Ｅの運転を制御する。
【００６０】
前記ＨＰ貯湯許可Ｂ運転モードにおいて、給湯手段Ｇによる給湯が行われて貯湯量Ｒが最低確保量Ｒmin 以下になり、かつ、給湯手段Ｇによる給湯が行われていると、湯水循環手段ＥをＨＰ・補助加熱併用貯湯運転状態に切り換えて、ＨＰ・補助加熱併用貯湯運転制御が実行され、ＨＰ・補助加熱併用貯湯運転制御の実行中に、給湯手段Ｇによる給湯が停止されるか、または、貯湯量Ｒが最低確保量Ｒmin を越えると、湯水循環手段ＥをＨＰ貯湯許可Ｂ運転状態に切り換えてＨＰ貯湯許可Ｂ運転モードで運転するように構成されている。
尚、ＨＰ貯湯運転制御の実行時には、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、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ように構成されている。
【００６１】
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貯湯許可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貯湯許可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。
【００６２】
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５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) 。
【００６３】
前記貯湯待機処理は、図６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) 。
【００６４】
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７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) 。
【００６５】
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) 。
【００６６】
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８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) 。
【００６７】
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) 。
【００６８】
前記ＨＰ貯湯許可Ａ運転モードについて説明する。
前記ＨＰ貯湯許可Ａ運転モードによる運転制御では、図９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貯湯許可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。
【００６９】
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１０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) 。
【００７０】
前記ＨＰ貯湯許可Ｂ運転モードについて説明する。
前記ＨＰ貯湯許可Ｂ運転モードによる運転制御では、図１１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に維持するべく、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する。
【００７１】
そして、貯湯温度サーミスタＳ１が目標貯湯温度Ｔｅ未満の温度を検出して、貯湯量検出手段Ｍが、現在の貯湯量Ｒが最低確保量Ｒmin 以下であると判定し、かつ、給湯手段Ｇによる給湯が行われていることが給湯流量センサ２０や湯張り流量センサ２１で検出されていると、ＨＰ・補助加熱併用貯湯運転制御を実行し、目標貯湯量Ｒａ（Ｒｓ) に対応する貯湯温度サーミスタＳ２が目標貯湯温度Ｔｅを越える温度を検出して、貯湯量検出手段Ｍが、現在の貯湯量Ｒが目標貯湯量以上であると判定すると、ＨＰ貯湯許可Ｂ運転モードによる制御を終了する（ステップ＃７１〜＃７８) 。
【００７２】
前記ＨＰ・補助加熱併用貯湯運転制御では、図１２に示すように、湯水循環手段ＥをＨＰ・補助加熱併用貯湯運転状態に切り換え、給湯手段Ｇによる給湯が給湯流量センサ２０や湯張り流量センサ２１で検出されなくなり、かつ、貯湯量Ｒが最低確保量Ｒmin を越えるまで、水比例バルブ６５のフィードバック制御を行わずに、ヒートポンプ式加熱器３３にて加熱した湯水を補助加熱器３５で貯湯用目標温度Ｔｂ以上の成り行き温度に加熱したのち、その温水を貯湯タンク１の上部に供給する（ステップ＃１２１〜＃１２３) 。
【００７３】
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１３〜図１５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) 。
【００７４】
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) 。
【００７５】
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。
【００７６】
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) 。
【００７７】
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、貯湯待機処理を実行する（ステップ＃１０３〜＃１１０) 。
【００７８】
〔第２実施形態〕
前記ＨＰ貯湯許可Ｂ運転モードによる制御において、目標貯湯量Ｒａよりも少ない補助加熱用設定貯湯量Ｒｂを最低確保量Ｒmin 以外の量に設定して、貯湯量Ｒがその補助加熱用設定貯湯量Ｒｂ以下になり、かつ、給湯手段Ｇによる給湯が行われていることが給湯流量センサ２０や湯張り流量センサ２１で検出されていると、湯水循環手段ＥをＨＰ・補助加熱併用貯湯運転状態に切り換えて、ＨＰ・補助加熱併用貯湯運転制御を実行するように構成しても良い。
【００７９】
つまり、貯湯量検出手段Ｍを、例えば目標貯湯量Ｒａとして小貯湯量Ｒs が選択されているときには、サーミスタＳ２が目標貯湯温度Ｔｅ未満の温度を検出すると、貯湯量Ｒが目標貯湯量Ｒａ未満であり、サーミスタＳ２が目標貯湯温度Ｔｅ以上の温度を検出すると、貯湯量Ｒが目標貯湯量Ｒａ以上であり、サーミスタＳ２が目標貯湯温度Ｔｅよりも低い設定温度Ｔｆ以下の温度を検出すると、貯湯量Ｒが目標貯湯量Ｒａよりも少ない補助加熱用設定貯湯量Ｒｂ以下であり、サーミスタＳ２が目標貯湯温度Ｔｅを越える温度を検出すると、貯湯量Ｒが補助加熱用設定貯湯量Ｒｂを越えるものであると判定するように構成する。
【００８０】
そして、図１６に示すように、目標貯湯量Ｒａが小貯湯量Ｒs の場合、貯湯温度サーミスタＳ２が設定温度Ｔｆ以下の温度を検出して、貯湯量検出手段Ｍが、貯湯量Ｒが目標貯湯量Ｒａ（Ｒｓ) よりも少ない補助加熱用設定貯湯量Ｒｂ以下であると判定し、かつ、給湯手段Ｇによる給湯が行われていることが給湯流量センサ２０や湯張り流量センサ２１で検出されていると、湯水循環手段ＥをＨＰ・補助加熱併用貯湯運転状態に切り換え、図１７に示すように、ＨＰ・補助加熱併用貯湯運転状態において、給湯手段Ｇによる給湯が給湯流量センサ２０や湯張り流量センサ２１で検出されなくなり、かつ、サーミスタＳ２が目標貯湯温度Ｔｅを越える温度を検出して、貯湯量検出手段Ｍが、貯湯量Ｒが補助加熱用設定貯湯量Ｒｂを越えるものであると判定するまで、水比例バルブ６５のフィードバック制御を行わずに、ヒートポンプ式加熱器３３にて加熱した湯水を補助加熱器３５で貯湯用目標温度Ｔｂ以上の成り行き温度に加熱したのち、その温水を貯湯タンク１の上部に供給する。
その他の構成は第１実施形態と同様であるので、その説明は省略する。
【００８１】
〔その他の実施形態〕
１．上記実施形態では、給湯手段による給湯が行われて貯湯量が目標貯湯量未満になると、ヒートポンプ貯湯運転制御を実行する形態を示したが、自然放熱により貯湯タンク内の湯水の温度が低下して、実質的に貯湯量が目標貯湯量未満になると、ヒートポンプ貯湯運転制御を実行しても良い。
２．上記実施形態では、ヒートポンプ・補助加熱併用貯湯運転制御の実行中に、給湯手段による給湯が停止され、かつ、貯湯量が補助加熱用設定貯湯量を越えると、ヒートポンプ貯湯運転制御を実行するように構成したが、ヒートポンプ・補助加熱併用貯湯運転制御の実行中に、貯湯量が補助加熱用設定貯湯量以下であっても、給湯手段による給湯が停止されると、ヒートポンプ貯湯運転制御を実行したり、ヒートポンプ・補助加熱併用貯湯運転制御の実行中に、給湯手段による給湯が停止されていなくとも、貯湯量が補助加熱用設定貯湯量を越えると、ヒートポンプ貯湯運転制御を実行するように構成しても良い。
３．上記実施形態では、目標貯湯量Ｒａとして小貯湯量Ｒsを選択した場合の実施形態を示したが、目標貯湯量Ｒａとして中貯湯量Ｒmや最大貯湯量Ｒmaxを選択した場合に、貯湯量Ｒが補助加熱用設定貯湯量Ｒｂ以下になると、湯水循環手段ＥをＨＰ・補助加熱併用貯湯運転状態に切り換えて、ＨＰ・補助加熱併用貯湯運転制御を実行するように構成しても良い。
【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２実施形態の制御動作を示すフローチャート
【図１７】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
Ｃ 制御手段
Ｅ 湯水循環手段
Ｇ 給湯手段
Ｍ 貯湯量検出手段
Ｒ 貯湯量
Ｒａ 目標貯湯量
Ｒｂ 補助加熱用設定貯湯量
Ｓ２ 温度センサ
Ｓ３ 温度センサ
Ｓ４ 温度センサ
Ｔｅ 目標貯湯温度
Ｔｆ 設定温度
Claims (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ヒートポンプ貯湯運転状態で湯水を循環させる湯水循環手段と、
前記貯湯タンクに貯湯してある湯水を前記給湯路を通して給湯する給湯手段と、
前記湯水循環手段の運転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、
前記ヒートポンプ式加熱器にて加熱した湯水を加熱する補助加熱器と、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が設けられ、
前記制御手段が、前記貯湯量が目標貯湯量未満になると、前記ヒートポンプ貯湯運転状態で前記湯水循環手段を運転するヒートポンプ貯湯運転制御を実行し、前記ヒートポンプ貯湯運転制御の実行中に、前記貯湯量が前記目標貯湯量よりも少ない補助加熱用設定貯湯量以下になり、かつ、前記給湯手段による給湯が行われていると、前記ヒートポンプ式加熱器にて加熱した湯水を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のヒートポンプ・補助加熱併用貯湯運転状態で前記湯水循環手段を運転するヒートポンプ・補助加熱併用貯湯運転制御を実行し、前記ヒートポンプ・補助加熱併用貯湯運転制御の実行中に、前記給湯手段による給湯が停止されると、前記ヒートポンプ貯湯運転制御を実行するように構成されている貯湯式の給湯熱源装置。 - 前記制御手段が、前記ヒートポンプ・補助加熱併用貯湯運転制御の実行中に、前記貯湯量が前記補助加熱用設定貯湯量を越えると、前記ヒートポンプ貯湯運転制御を実行し、前記ヒートポンプ貯湯運転制御の実行中に、前記貯湯量が前記目標貯湯量以上になると、そのヒートポンプ貯湯運転制御の実行を停止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。
- 前記貯湯タンク内の湯水の温度を検出する温度センサが設けられ、
前記貯湯量検出手段が、前記温度センサが目標貯湯温度未満の温度を検出すると、前記貯湯量が前記目標貯湯量未満であり、前記温度センサが前記目標貯湯温度以上の温度を検出すると、前記貯湯量が前記目標貯湯量以上であり、前記温度センサが前記目標貯湯温度よりも低い設定温度以下の温度を検出すると、前記貯湯量が前記補助加熱用設定貯湯量以下であり、前記温度センサが前記設定温度を越える温度を検出すると、前記貯湯量が前記補助加熱用設定貯湯量を越えるものであると判定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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