JP4208388B2 - 貯湯式の給湯熱源装置 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、貯湯タンクの底部から取り出した湯水を、加熱手段にて加熱したのち前記貯湯タンクの上部に供給するように、循環路を循環させる湯水循環手段と、前記貯湯タンクの上部から取り出した湯水を給湯する給湯手段と、加熱用の水を前記貯湯タンクに給水する給水手段と、目標温度の湯水が前記貯湯タンクに貯湯されるように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は、貯湯タンクや循環路が空の状態で工場から出荷されるので、所定の設置場所に設置してから、貯湯タンクや循環路に内部の空気を抜きながら加熱用の水を張り込む必要がある。
そこで、従来の貯湯式の給湯熱源装置では、作業者が給湯手段に設けた給湯栓を開くと共に、給水手段の給水バルブを開いて、給湯手段の給湯路を通して給湯栓から空気を抜きながら、加熱用の水を貯湯タンクや循環路に供給し、給湯栓から空気が排出されなくなって、水が排出されるようになると、作業者は水張りが完了したと判断して給湯栓を閉じるようにしている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
この為、作業者は、水張り作業時には、給湯栓を設けてある場所と給水バルブを設けてある場所とに移動したり、水張りの完了をタイミング良く判断するために、給湯栓から水が排出されているか否かを監視している必要があり、水張り作業の能率向上を図りにくい欠点がある。
本発明は上記実情に鑑みてなされたものであって、貯湯タンクや循環路への水張り作業の能率向上を図れ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、貯湯タンクの底部から取り出した湯水を、加熱手段にて加熱したのち前記貯湯タンクの上部に供給するように、循環路を循環させる湯水循環手段と、前記貯湯タンクの上部から取り出した湯水を給湯する給湯手段と、加熱用の水を前記貯湯タンクに給水する給水手段と、目標温度の湯水が前記貯湯タンクに貯湯されるように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、
湯張り流量センサと開閉弁とを備えた湯張り路を前記給湯手段に設けて、前記貯湯タンクの上部から取り出した湯水を前記湯張り路を通して浴槽に湯張りするように構成され、前記制御手段が、湯張り運転が指令されると、前記開閉弁を開弁して、前記湯張り流量センサによる検出流量に基づいて目標湯張り量になるように前記浴槽に湯張りする湯張り運転制御を実行し、水張り運転が指令されると、前記開閉弁を開弁して前記貯湯タンク内の空気を前記湯張り路を通して前記浴槽に排出しながら、前記給水手段にて加熱用の水を前記貯湯タンクに水張りして、前記湯張り流量センサによる検出流量に基づいて前記貯湯タンクへの水張り完了を判定すると、前記開閉弁を閉弁する水張り運転制御を実行するように構成され、かつ、
前記制御手段が、前記湯張り流量センサにて検出される検出流量が前記湯張り路に空気が流れている状態と水が流れている状態とで異なることを利用して、前記湯張り流量センサにて所定流量を超える湯張り流量が所定時間継続して検出されると、前記貯湯タンクへの水張り完了と判定するように構成されている点にある。
〔作用〕
制御手段は、湯張り運転が指令されると、湯張り路に備えた開閉弁を開弁して、湯張り流量センサによる検出流量に基づいて目標湯張り量になるように、湯張り路を通して浴槽に湯張りする湯張り運転制御を実行し、水張り運転が指令されると、湯張り路に備えた開閉弁を開弁して貯湯タンク内の空気を湯張り路を通して浴槽に排出しながら、給水手段にて加熱用の水を貯湯タンクに水張りして、湯張り流量センサによる検出流量に基づいて貯湯タンクへの水張り完了を判定すると、開閉弁を閉弁する水張り運転制御を実行する。
つまり、湯張り運転制御の実行時には、湯張り流量センサによる検出流量に基づいて目標湯張り量になるように湯張りし、水張り運転制御の実行時には、湯張り流量センサと開閉弁とを備えた湯張り路を活用して、湯張り路を通して貯湯タンクの空気を浴槽に排出しながら、湯張り流量センサの検出流量が湯張り路に空気が流れている状態と水が流れている状態とで異なることを利用して、その検出流量の変化から貯湯タンクへの水張り完了を判定して開閉弁を閉弁する。
〔効果〕
湯張り流量センサと開閉弁とを備えた湯張り路を活用して、貯湯タンクへの水張りを自動的に行うことができ、貯湯タンクへの水張り作業の能率向上を図ることができる。
【0005】
請求項2記載の発明の特徴構成は、貯湯タンクの底部から取り出した湯水を、加熱手段にて加熱したのち前記貯湯タンクの上部に供給するように、循環路を循環させる湯水循環手段と、前記貯湯タンクの上部から取り出した湯水を給湯する給湯手段と、加熱用の水を前記貯湯タンクに給水する給水手段と、目標温度の湯水が前記貯湯タンクに貯湯されるように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、
開閉弁を備えた湯張り路を前記給湯手段に設けて、前記貯湯タンクの上部から取り出した湯水を前記湯張り路を通して浴槽に湯張りするように構成され、前記循環路における湯水の循環流量を検出する循環流量センサが設けられ、前記制御手段が、貯湯運転が指令されると、前記循環流量センサによる検出流量に基づいて目標温度の湯水が前記貯湯タンクに貯湯されるように前記湯水循環手段の運転を制御する貯湯運転制御を実行し、水張り運転が指令されると、前記開閉弁を開弁して前記循環路内の空気を前記湯張り路を通して前記浴槽に排出しながら、その循環路に水張りして、前記循環流量センサによる検出流量に基づいて前記循環路への水張り完了を判定すると、前記循環路への水張りを停止する水張り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、貯湯運転が指令されると、循環路における湯水の循環流量を検出する循環流量センサによる検出流量に基づいて、目標温度の湯水が貯湯タンクに貯湯されるように湯水循環手段の運転を制御する貯湯運転制御を実行し、水張り運転が指令されると、湯張り路に備えた開閉弁を開弁して循環路内の空気を湯張り路を通して浴槽に排出しながら、その循環路に水張りして、循環流量センサによる検出流量に基づいて循環路への水張り完了を判定すると、循環路への水張りを停止する水張り運転制御を実行する。
つまり、貯湯運転制御の実行時には、循環流量センサによる検出流量に基づいて湯水循環手段の運転を制御し、水張り運転制御の実行時には、開閉弁を備えた湯張り路と循環流量センサとを活用して、湯張り路を通して循環路の空気を浴槽に排出しながら、循環流量センサの検出流量が循環路に空気が流れている状態と水が流れている状態とで異なることを利用して、その検出流量の変化から循環路への水張り完了を判定して、循環路への水張りを停止する。
〔効果〕
開閉弁を備えた湯張り用の湯張り路と貯湯運転用の循環流量センサとを活用して、循環路への水張りを自動的に行うことができ、循環路への水張り作業の能率向上を図ることができる。
【0006】
請求項3記載の発明の特徴構成は、貯湯タンクの底部から取り出した湯水を、加熱手段にて加熱したのち前記貯湯タンクの上部に供給するように、循環路を循環させる湯水循環手段と、前記貯湯タンクの上部から取り出した湯水を給湯する給湯手段と、加熱用の水を前記貯湯タンクに給水する給水手段と、目標温度の湯水が前記貯湯タンクに貯湯されるように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、
湯張り流量センサと開閉弁とを備えた湯張り路を前記給湯手段に設けて、前記貯湯タンクの上部から取り出した湯水を前記湯張り路を通して浴槽に湯張りするように構成され、前記循環路における湯水の循環流量を検出する循環流量センサが設けられ、前記制御手段が、貯湯運転が指令されると、前記循環流量センサによる検出流量に基づいて目標温度の湯水が前記貯湯タンクに貯湯されるように前記湯水循環手段の運転を制御する貯湯運転制御を実行し、湯張り運転が指令されると、前記開閉弁を開弁して、前記湯張り流量センサによる検出流量に基づいて目標湯張り量になるように前記浴槽に湯張りする湯張り運転制御を実行し、前記貯湯タンクへの水張り運転が指令されると、前記開閉弁を開弁して前記貯湯タンク内の空気を前記湯張り路を通して前記浴槽に排出しながら、前記給水手段にて加熱用の水を前記貯湯タンクに水張りして、前記湯張り流量センサによる検出流量に基づいて前記貯湯タンクへの水張り完了を判定すると、前記開閉弁を閉弁する貯湯タンク用の水張り運転制御を実行し、前記循環路への水張り運転が指令されると、前記開閉弁を開弁して前記循環路内の空気を前記湯張り路を通して前記浴槽に排出しながら、その循環路に水張りして、前記循環流量センサによる検出流量に基づいて前記循環路への水張り完了を判定すると、前記循環路への水張りを停止する循環路用の水張り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、貯湯運転が指令されると、循環路における湯水の循環流量を検出する循環流量センサによる検出流量に基づいて、目標温度の湯水が貯湯タンクに貯湯されるように湯水循環手段の運転を制御する貯湯運転制御を実行し、湯張り運転が指令されると、湯張り路に備えた開閉弁を開弁して、湯張り流量センサによる検出流量に基づいて目標湯張り量になるように、湯張り路を通して浴槽に湯張りする湯張り運転制御を実行し、貯湯タンクへの水張り運転が指令されると、湯張り路に備えた開閉弁を開弁して貯湯タンク内の空気を湯張り路を通して浴槽に排出しながら、給水手段にて加熱用の水を貯湯タンクに水張りして、湯張り流量センサによる検出流量に基づいて貯湯タンクへの水張り完了を判定すると、開閉弁を閉弁する貯湯タンク用の水張り運転制御を実行し、循環路への水張り運転が指令されると、湯張り路に備えた開閉弁を開弁して循環路内の空気を湯張り路を通して浴槽に排出しながら、その循環路に水張りして、循環流量センサによる検出流量に基づいて循環路への水張り完了を判定すると、前記循環路への水張りを停止する循環路用の水張り運転制御を実行する。
つまり、貯湯運転制御の実行時には、循環流量センサによる検出流量に基づいて湯水循環手段の運転を制御し、湯張り運転制御の実行時には、湯張り流量センサによる検出流量に基づいて目標湯張り量になるように湯張りする。
そして、貯湯タンク用の水張り運転制御の実行時には、湯張り流量センサと開閉弁とを備えた湯張り路を活用して、湯張り路を通して貯湯タンクの空気を浴槽に排出しながら、湯張り流量センサの検出流量が湯張り路に空気が流れている状態と水が流れている状態とで異なることを利用して、その検出流量の変化から貯湯タンクへの水張り完了を判定して開閉弁を閉弁し、循環路用の水張り運転制御の実行時には、開閉弁を備えた湯張り路と循環流量センサとを活用して、湯張り路を通して循環路の空気を浴槽に排出しながら、循環流量センサの検出流量が循環路に空気が流れている状態と水が流れている状態とで異なることを利用して、その検出流量の変化から循環路への水張り完了を判定して、循環路への水張りを停止する。
〔効果〕
湯張り流量センサと開閉弁とを備えた湯張り路を活用して、貯湯タンクへの水張りを自動的に行うことができ、また、湯張り路と貯湯運転用の循環流量センサとを活用して、循環路への水張りを自動的に行うことができ、貯湯タンクへの水張り作業においても、循環路への水張り作業においても、水張り作業の能率向上を図ることができる。
【0007】
請求項4記載の発明の特徴構成は、前記湯張り路に、前記貯湯タンクから取り出した湯水と混合用給水路からの水とを混合するミキシングバルブが設けられ、前記制御手段が、前記水張り運転が指令されると、前記ミキシングバルブの湯水混合比を湯水が混合用の水よりも多い混合比に設定して前記水張り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〕
水張り運転制御の実行時に、貯湯タンクから取り出した湯張り用の湯水に代えてミキシングバルブを通過することになる貯湯タンクや循環路の空気を大きな排出流量で浴槽に排出することができ、水張り完了の判定時には、貯湯タンクや循環路に給水した水が湯張り路を大きな流量で流れるようにすることができる。
〔効果〕
水張り作業を迅速に行えると共に、水張り完了の判定処理を確実に実行させ易い。
【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。
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手段としての加熱部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の底部には、加熱用の水を貯湯タンク1に水道水圧を用いて給水する給水手段としての給水路5が接続され、貯湯タンク1の上部には、貯湯タンク1の上部から取り出した湯水を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、その接続箇所に貯湯タンク1から取り出した給湯路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に湯水中の蒸気を排出する蒸気抜き弁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96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96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96に湯張り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96に湯張りを行うときには、湯張り電磁弁( 開閉弁の一例) 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96に供給し、浴槽96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96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96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96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における外部放熱部2からの湯水を貯湯タンク1を迂回してヒートポンプ式加熱器33に通流させるタンクバイパス路97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タンクバイパス開閉弁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流量Qを検出する循環流量センサ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流量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流量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を通過した湯水を貯湯タンク1とヒートポンプ式加熱器33と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タンク・ヒートポンプバイパス路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加熱バイパス路68とが接続され、タンク・ヒートポンプバイパス路67には、電磁式のタンク・ヒートポンプバイパス開閉弁69が設けられ、補助加熱バイパス路68には、電磁式の補助加熱バイパス開閉弁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、タンクバイパス開閉弁60、タンク・ヒートポンプバイパス開閉弁69、補助用断続開閉弁63、補助加熱バイパス開閉弁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、タンクバイパス開閉弁60、タンク・ヒートポンプバイパス開閉弁69、補助用断続開閉弁63、補助加熱バイパス開閉弁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】
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,循環流量センサ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の上部から取り出した湯水を給湯する給湯手段Gが、給湯路6、一般給湯路16、湯張り路17、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、循環流量センサ62で構成されている。
【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。
【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の運転指令に基づいて、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、浴槽96に湯張りする湯張り運転、貯湯ユニットAを設置したときに貯湯タンク1や循環路3に水を張り込む水張り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から空調冷房運転や空調暖房運転などの空調運転の指令があると、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、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から空調冷房運転の指令があると、空調冷房運転の指令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から空調暖房運転の指令があると、空調暖房運転の指令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。
【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。
【0037】
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を目標貯湯量として設定するように構成されている。
【0038】
そして、最上部の貯湯温度サーミスタS1に対応する貯湯量が最低確保量として、上から2番目の貯湯温度サーミスタS2に対応する貯湯量が小貯湯量として、上から3番目の貯湯温度サーミスタS3に対応する貯湯量が中貯湯量として、また、最下部の貯湯温度サーミスタS4に対応する貯湯量が最大貯湯量として、夫々、予め設定されている。
尚、本実施形態では、最低確保量が17リットル、小貯湯量が30リットル、中貯湯量が70リットル、最大貯湯量が113リットルとして設定されている。
【0039】
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からの運転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、湯張り運転、水張り運転などの運転制御を実行するように構成されている。
【0040】
そして、貯湯運転において、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、エンジン排熱利用式加熱器34または補助加熱器35にて加熱したのち、その湯水の温度が貯湯許可温度に満たないときには、その温水を貯湯タンク1の底部に戻す形態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) 、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湯水循環手段Eを切り換えて、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、貯湯タンク1内に目標貯湯温度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) 、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湯水循環手段Eを切り換えて、目標温度の湯水を貯湯タンク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、追焚き運転の指令のみがあると、湯水循環手段Eを追焚き運転状態に切り換え、暖房運転の指令のみがあると、湯水循環手段Eを暖房運転状態に切り換え、追焚き運転および暖房運転の両指令があると、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。
【0041】
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、タンクバイパス開閉弁60、補助用断続開閉弁63、タンク・ヒートポンプバイパス開閉弁69,および、補助加熱バイパス開閉弁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。
【0042】
前記HP貯湯運転状態においては、上部開閉弁28および補助加熱バイパス開閉弁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。
【0043】
前記排熱貯湯運転状態においては、上部開閉弁28および補助加熱バイパス開閉弁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。
【0044】
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。
【0045】
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および補助加熱バイパス開閉弁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。
【0046】
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および補助加熱バイパス開閉弁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。
【0047】
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。
【0048】
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、タンクバイパス開閉弁60および補助加熱バイパス開閉弁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およびタンク・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。
【0049】
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およびタンク・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およびタンク・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。
【0050】
前記貯湯ユニット制御部Cによる貯湯運転制御、放熱運転制御、湯張り運転制御および水張り運転制御について説明する。
前記貯湯ユニット制御部Cは、図4に示すように、貯湯運転が指令されると貯湯運転制御を実行し、放熱運転が指令されると放熱運転制御を実行し、湯張り運転が指令されると湯張り運転制御を実行し、水張り運転が指令されると水張り運転制御を実行する。
前記貯湯運転制御は、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) 、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から貯湯運転が指令されると、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運転が指令されると、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貯湯運転制御を実行するように構成されている。
また、貯湯運転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からの空調暖房運転の指令が解除された状態において、貯湯運転が指令されると、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への空調暖房運転の指令があると、ガスエンジン77の回転速度や暖房運転が指令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、貯湯量が目標貯湯量未満になると、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、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よりも高い貯湯用目標温度となるように、循環流量センサ62による検出流量と貯湯サーミスタ66による検出温度とに基づいて循環用水比例バルブ65の開度を調整して、目標温度の湯水を貯湯タンク1内の上部に温度成層を形成しながら貯湯し、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。
【0053】
前記目標貯湯量は、小貯湯量,中貯湯量,最大貯湯量のうちのひとつが選択でき、貯湯量検出手段Mは、例えば、目標貯湯量として小貯湯量が選択されているときには、サーミスタS2が目標貯湯温度未満の温度を検出すると、貯湯量が目標貯湯量未満であり、サーミスタS2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するように構成されている。
【0054】
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を実行し、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、補助加熱貯湯許可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に切り換えて、循環流量センサ62による検出流量と貯湯サーミスタ66による検出温度とに基づいて循環用水比例バルブ65の開度を調整して、目標温度の湯水を貯湯タンク1内の上部に温度成層を形成しながら貯湯する。
【0055】
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を実行し、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許可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許可運転に切り換えて、循環流量センサ62による検出流量と貯湯サーミスタ66による検出温度とに基づいて循環用水比例バルブ65の開度を調整して、目標温度の湯水を貯湯タンク1内の上部に温度成層を形成しながら貯湯する。
【0056】
前記放熱運転制御では、追焚き運転の指令のみあると、追焚き運転制御を実行し、暖房運転の指令のみがあると、暖房運転制御を実行し、追焚き運転および暖房運転の両指令があると、追焚き・暖房同時運転制御を実行するように構成されている。
【0057】
前記追焚き運転制御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。
【0058】
前記暖房運転制御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。
【0059】
前記追焚き・暖房同時運転制御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。
【0060】
前記湯張り運転制御では、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の開度を微調整して、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、湯張り流量センサ21による検出流量に基づいて目標湯張り量になるように、風呂戻り路18および風呂往き路19の両路から浴槽96に湯張りし、目標湯張り量の湯水が湯張りされると、湯張り電磁弁22を閉弁させるようにしている。
【0061】
前記水張り運転制御では、図5のフローチャートに示すように、湯張り電磁弁22を開弁して貯湯タンク1内の空気を湯張り路17を通して浴槽96に排出しながら、給水路5から供給される加熱用の水を貯湯タンク1に水張りし、湯張り流量センサ21による検出流量に基づいて貯湯タンク1への水張り完了を判定すると、湯張り電磁弁22を閉弁する貯湯タンク用の水張り運転制御と、湯張り電磁弁22を開弁して循環路3内の空気を湯張り路17を通して浴槽96に排出しながら、その循環路3に水張りして、循環流量センサ62による検出流量に基づいて循環路3への水張り完了を判定すると、循環路3への水張りを停止する循環路用の水張り運転制御とが一連に実行される。
【0062】
前記貯湯タンク用の水張り運転制御を、図6のフローチャートを参照しながら説明すると、ミキシングバルブ8の湯水混合比を湯水が混合用の水よりも多い水張り用混合比、つまり、混合用の水が最も少なくなる混合比に設定し、タイマ94をリセットして、湯水循環手段Eを貯湯関連の全ての開閉弁、つまり、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、タンクバイパス開閉弁60、補助用断続開閉弁63、タンク・ヒートポンプバイパス開閉弁69,および、補助加熱バイパス開閉弁70の全部を開弁させるタンク水張り状態に切り換え、一般給湯路16に設けた給湯栓を閉栓した状態で湯張り電磁弁22を開弁させて、貯湯タンク1内の空気を湯張り路17を通して浴槽96に排出しながら、給水路5から供給される加熱用の水を貯湯タンク1に水張りする( ステップ#1〜#4) 。
そして、湯張り流量センサ21が5リットル/min を越える湯張り流量を2分間継続して検出して、貯湯タンク1への水張り完了を判定すると、湯張り電磁弁22を閉弁して貯湯タンク用の水張り運転制御を終了し( ステップ#5,#6) 、湯水循環手段Eをタンク水張り状態に切り換えてから30分経過しても、5リットル/min を越える湯張り流量を2分間継続して検出せず、貯湯タンク1への水張り完了を判定できないときは、水張り停止処理を実行して、貯湯ユニット制御部Cに設けた試運転ランプ98を一回点滅させる( ステップ#7,#8) 。
【0063】
前記循環路用の水張り運転制御を、図7〜図9のフローチャートを参照しながら説明すると、ミキシングバルブ8の湯水混合比を水張り用混合比に設定して、循環ポンプP1を作動させ( ステップ#11〜#13) 、タイマ94をリセットして( ステップ#14) 、湯水循環手段Eを補助加熱バイパス開閉弁70と上部開閉弁28のみを開弁する加熱用循環路水張り状態に切り換え、不足分の水を給水路5から貯湯タンク1に補給する状態で、取り出し路27から補助加熱バイパス路68を経由して上部接続路25に至る加熱用循環路に溜まっていた空気を上部接続路25から貯湯タンク1内に流入させながら、その加熱用循環路に水張りする( ステップ#15,#16) 。
そして、湯水循環手段Eを加熱用循環路水張り状態に切り換えてから60秒が経過すると、5秒間だけ湯張り電磁弁22を開弁させて、貯湯タンク1内に流入させた空気を湯張り路17を通して浴槽96に排出する空気抜き処理を実行する( ステップ#17,#18) 。
【0064】
前記湯水循環手段Eを加熱用循環路水張り状態に切り換えてから90秒が経過すると( ステップ#19〜#21) 、タイマ94をリセットして( ステップ#14) 、湯水循環手段Eを補助用断続開閉弁63と上部開閉弁28のみを開弁する補助加熱用循環路水張り状態に切り換え、不足分の水を給水路5から貯湯タンク1に補給する状態で、補助加熱器35を通過する循環路部分に溜まっていた空気を上部接続路25から貯湯タンク1内に流入させながら、その循環路部分に水張りする( ステップ#23,#24) 。
そして、湯水循環手段Eを補助加熱用循環路水張り状態に切り換えてから60秒が経過すると、5秒間だけ湯張り電磁弁22を開弁させて、貯湯タンク1内に流入させた空気を湯張り路17を通して浴槽96に排出する空気抜き処理を実行する( ステップ#17,#18) 。
【0065】
前記湯水循環手段Eを補助加熱用循環路水張り状態に切り換えてから90秒が経過すると( ステップ#19〜#21) 、タイマ94をリセットして( ステップ#14) 、湯水循環手段Eを補助加熱バイパス開閉弁70と戻し開閉弁29と暖房用開閉弁44のみを開弁する暖房用循環路水張り状態に切り換え、不足分の水を給水路5から貯湯タンク1に補給する状態で、暖房用循環路3aに溜まっていた空気を戻し路26から貯湯タンク1内に流入させながら、その暖房用循環路3aに水張りする( ステップ#25,#26) 。
そして、湯水循環手段Eを暖房用循環路水張り状態に切り換えてから60秒が経過すると、5秒間だけ湯張り電磁弁22を開弁させて、貯湯タンク1内に流入させた空気を湯張り路17を通して浴槽96に排出する空気抜き処理を実行する( ステップ#17,#18) 。
【0066】
前記湯水循環手段Eを暖房用循環路水張り状態に切り換えてから90秒が経過すると( ステップ#19〜#21) 、タイマ94をリセットして( ステップ#14) 、湯水循環手段Eを補助加熱バイパス開閉弁70と戻し開閉弁29と風呂用開閉弁45のみを開弁する風呂用循環路水張り状態に切り換え、不足分の水を給水路5から貯湯タンク1に補給する状態で、風呂用循環路3bに溜まっていた空気を戻し路26から貯湯タンク1内に流入させながら、その風呂用循環路3bに水張りする( ステップ#27,#28) 。
そして、湯水循環手段Eを風呂用循環路水張り状態に切り換えてから60秒が経過すると、5秒間だけ湯張り電磁弁22を開弁させて、貯湯タンク1内に流入させた空気を湯張り路17を通して浴槽96に排出する空気抜き処理を実行する( ステップ#17,#18) 。
【0067】
前記湯水循環手段Eを風呂用循環路水張り状態に切り換えてから90秒が経過すると( ステップ#19〜#21) 、タイマ94をリセットして( ステップ#14) 、湯水循環手段Eを補助加熱バイパス開閉弁70と上部開閉弁28とタンク・ヒートポンプバイパス開閉弁69と暖房用開閉弁44と風呂用開閉弁45のみを開弁するタンク・ヒートポンプバイパス路水張り状態に切り換え、不足分の水を給水路5から貯湯タンク1に補給する状態で、タンク・ヒートポンプバイパス路67に溜まっていた空気を上部接続路25から貯湯タンク1内に流入させながら、そのタンク・ヒートポンプバイパス路67に水張りする( ステップ#29,#30) 。
そして、湯水循環手段Eをタンク・ヒートポンプバイパス路水張り状態に切り換えてから60秒が経過すると、5秒間だけ湯張り電磁弁22を開弁させて、貯湯タンク1内に流入させた空気を湯張り路17を通して浴槽96に排出する空気抜き処理を実行する( ステップ#17,#18) 。
【0068】
前記湯水循環手段Eをタンク・ヒートポンプバイパス路水張り状態に切り換えてから90秒が経過すると( ステップ#19〜#21) 、タイマ94をリセットして( ステップ#14) 、湯水循環手段Eを補助加熱バイパス開閉弁70と上部開閉弁28とタンクバイパス開閉弁60と暖房用開閉弁44と風呂用開閉弁45のみを開弁するタンクバイパス路水張り状態に切り換え、不足分の水を給水路5から貯湯タンク1に補給する状態で、タンクバイパス路97に溜まっていた空気を上部接続路25から貯湯タンク1内に流入させながら、そのタンクバイパス路97に水張りする( ステップ#31,#32) 。
そして、湯水循環手段Eをタンクバイパス路水張り状態に切り換えてから60秒が経過すると、5秒間だけ湯張り電磁弁22を開弁させて、貯湯タンク1内に流入させた空気を湯張り路17を通して浴槽96に排出する空気抜き処理を実行する( ステップ#17,#18) 。
【0069】
前記湯水循環手段Eをタンクバイパス路水張り状態に切り換えてから90秒が経過すると( ステップ#19〜#21) 、タイマ94をリセットして( ステップ#14) 、湯水循環手段Eを貯湯関連の全ての開閉弁、つまり、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、タンクバイパス開閉弁60、補助用断続開閉弁63、タンク・ヒートポンプバイパス開閉弁69,および、補助加熱バイパス開閉弁70の全部を開弁させる循環路全体水張り状態に切り換え、不足分の水を給水路5から貯湯タンク1に補給する状態で、循環路3に残っている空気を上部接続路25から貯湯タンク1内に流入させながら、循環路3の全体に水張りする( ステップ#33) 。
【0070】
そして、湯水循環手段Eを循環路全体水張り状態に切り換えてから60秒が経過したときと、150秒が経過したときの各々に、5秒間だけ湯張り電磁弁22を開弁させて、貯湯タンク1内に流入させた空気を湯張り路17を通して浴槽96に排出する空気抜き処理を実行し( ステップ#17〜#19,#34,#35) 、湯水循環手段Eを循環路全体水張り状態に切り換えてから9分経過した後に、循環流量センサ62が8リットル/min を越える循環流量を3分間継続して検出して、循環路3への水張り完了を判定すると、循環路3への水張りを停止して、ミキシングバルブ8の湯水混合比の設定を湯水が混合用の水よりも少ない給湯待機用の混合比に変更し、湯水循環手段Eを循環路全体水張り状態に切り換えてから30分経過しても、8リットル/min を越える循環流量を3分間継続して検出せず、循環路3への水張り完了を判定できないときは、水張り停止処理を実行して、貯湯ユニット制御部Cに設けた試運転ランプ98を二回点滅させる( ステップ#36〜#40) 。
【0071】
〔その他の実施形態〕
1.上記実施形態では、貯湯タンクに温度成層を形成して貯湯する貯湯式の給湯熱源装置を示したが、貯湯タンク全体に目標温度の湯水を貯湯する貯湯式の給湯熱源装置であっても良い。
【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】制御動作を示すフローチャート
【図5】制御動作を示すフローチャート
【図6】制御動作を示すフローチャート
【図7】制御動作を示すフローチャート
【図8】制御動作を示すフローチャート
【図9】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
3 循環路
4 加熱手段
5 給水手段
7 混合用給水路
8 ミキシングバルブ
17 湯張り路
21 湯張り流量センサ
22 開閉弁
62 循環流量センサ
96 浴槽
C 制御手段
E 湯水循環手段
G 給湯手段
Claims (4)
- 貯湯タンクの底部から取り出した湯水を、加熱手段にて加熱したのち前記貯湯タンクの上部に供給するように、循環路を循環させる湯水循環手段と、
前記貯湯タンクの上部から取り出した湯水を給湯する給湯手段と、
加熱用の水を前記貯湯タンクに給水する給水手段と、
目標温度の湯水が前記貯湯タンクに貯湯されるように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、
湯張り流量センサと開閉弁とを備えた湯張り路を前記給湯手段に設けて、前記貯湯タンクの上部から取り出した湯水を前記湯張り路を通して浴槽に湯張りするように構成され、
前記制御手段が、湯張り運転が指令されると、前記開閉弁を開弁して、前記湯張り流量センサによる検出流量に基づいて目標湯張り量になるように前記浴槽に湯張りする湯張り運転制御を実行し、水張り運転が指令されると、前記開閉弁を開弁して前記貯湯タンク内の空気を前記湯張り路を通して前記浴槽に排出しながら、前記給水手段にて加熱用の水を前記貯湯タンクに水張りして、前記湯張り流量センサによる検出流量に基づいて前記貯湯タンクへの水張り完了を判定すると、前記開閉弁を閉弁する水張り運転制御を実行するように構成され、かつ、
前記制御手段が、前記湯張り流量センサにて検出される検出流量が前記湯張り路に空気が流れている状態と水が流れている状態とで異なることを利用して、前記湯張り流量センサにて所定流量を超える湯張り流量が所定時間継続して検出されると、前記貯湯タンクへの水張り完了と判定するように構成されている貯湯式の給湯熱源装置。 - 貯湯タンクの底部から取り出した湯水を、加熱手段にて加熱したのち前記貯湯タンクの上部に供給するように、循環路を循環させる湯水循環手段と、
前記貯湯タンクの上部から取り出した湯水を給湯する給湯手段と、
加熱用の水を前記貯湯タンクに給水する給水手段と、
目標温度の湯水が前記貯湯タンクに貯湯されるように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、
開閉弁を備えた湯張り路を前記給湯手段に設けて、前記貯湯タンクの上部から取り出した湯水を前記湯張り路を通して浴槽に湯張りするように構成され、
前記循環路における湯水の循環流量を検出する循環流量センサが設けられ、
前記制御手段が、貯湯運転が指令されると、前記循環流量センサによる検出流量に基づいて目標温度の湯水が前記貯湯タンクに貯湯されるように前記湯水循環手段の運転を制御する貯湯運転制御を実行し、水張り運転が指令されると、前記開閉弁を開弁して前記循環路内の空気を前記湯張り路を通して前記浴槽に排出しながら、その循環路に水張りして、前記循環流量センサによる検出流量に基づいて前記循環路への水張り完了を判定すると、前記循環路への水張りを停止する水張り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。 - 貯湯タンクの底部から取り出した湯水を、加熱手段にて加熱したのち前記貯湯タンクの上部に供給するように、循環路を循環させる湯水循環手段と、
前記貯湯タンクの上部から取り出した湯水を給湯する給湯手段と、
加熱用の水を前記貯湯タンクに給水する給水手段と、
目標温度の湯水が前記貯湯タンクに貯湯されるように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、
湯張り流量センサと開閉弁とを備えた湯張り路を前記給湯手段に設けて、前記貯湯タンクの上部から取り出した湯水を前記湯張り路を通して浴槽に湯張りするように構成され、
前記循環路における湯水の循環流量を検出する循環流量センサが設けられ、
前記制御手段が、貯湯運転が指令されると、前記循環流量センサによる検出流量に基づいて目標温度の湯水が前記貯湯タンクに貯湯されるように前記湯水循環手段の運転を制御する貯湯運転制御を実行し、湯張り運転が指令されると、前記開閉弁を開弁して、前記湯張り流量センサによる検出流量に基づいて目標湯張り量になるように前記浴槽に湯張りする湯張り運転制御を実行し、前記貯湯タンクへの水張り運転が指令されると、前記開閉弁を開弁して前記貯湯タンク内の空気を前記湯張り路を通して前記浴槽に排出しながら、前記給水手段にて加熱用の水を前記貯湯タンクに水張りして、前記湯張り流量センサによる検出流量に基づいて前記貯湯タンクへの水張り完了を判定すると、前記開閉弁を閉弁する貯湯タンク用の水張り運転制御を実行し、前記循環路への水張り運転が指令されると、前記開閉弁を開弁して前記循環路内の空気を前記湯張り路を通して前記浴槽に排出しながら、その循環路に水張りして、前記循環流量センサによる検出流量に基づいて前記循環路への水張り完了を判定すると、前記循環路への水張りを停止する循環路用の水張り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。 - 前記湯張り路に、前記貯湯タンクから取り出した湯水と混合用給水路からの水とを混合するミキシングバルブが設けられ、
前記制御手段が、前記水張り運転が指令されると、前記ミキシングバルブの湯水混合比を湯水が混合用の水よりも多い混合比に設定して前記水張り運転制御を実行するように構成されている請求項1〜3のいずれか1項記載の貯湯式の給湯熱源装置。
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