JP4382309B2 - 貯湯式の給湯装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、上部に給湯路が接続されかつ下部に給水路が接続されている貯湯タンクと、その貯湯タンクの底部から取り出した湯水を加熱手段にて加熱したのち、その湯水を前記貯湯タンクの上部に供給する形態で湯水を循環させる湯水循環手段と、前記加熱手段の運転を制御する運転制御手段とが設けられ、前記運転制御手段が、前記湯水循環手段にて循環される湯水を前記加熱手段にて貯湯設定温度の湯に加熱して、温度成層を形成する状態で前記貯湯タンク内に貯湯するように構成されている貯湯式の給湯装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
上記のような貯湯式の給湯装置は、例えば、特開２０００−１２１１６０号公報に示されているように、加熱手段を加熱作動させて、温度成層を形成する状態で貯湯タンク内に貯湯するものであり、その貯湯タンク内に貯湯されている湯を給湯路に供給して給湯するものであり、通常、貯湯タンクから給湯路に供給された湯水に水を混合させて、給湯目標温度の湯水を給湯するようにしている。
そして、この種の貯湯式の給湯装置では、貯湯タンクから給湯路に供給される湯水が加熱開始用温度未満になると、加熱手段を加熱作動させて、加熱手段にて加熱された湯水に水を混合して給湯することによって、給湯の途中で所望の温度よりも低い温度の湯水が給湯されるなどの湯切れを防止しながら、給湯目標温度の湯水を給湯するようにしている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来の貯湯式の給湯装置では、貯湯タンクから給湯路に供給される湯水が加熱開始用温度未満になると、加熱手段を加熱作動させて、加熱手段にて加熱された湯水に水を混合して、給湯目標温度の湯水を給湯するようにしているので、貯湯タンク内に貯湯されている加熱開始用温度以上の湯水は給湯に使用されることになるが、加熱開始用温度よりも低い温度の湯水は給湯に使用されることなく、貯湯タンク内に残ることになる。
したがって、加熱開始用温度よりも低い温度の湯水は、活用されることなく、貯湯タンク内に存在することとなり、その分だけ貯湯タンクの容量を大きくする必要があり、また、その加熱開始用温度よりも低い温度の湯水が放熱されるだけとなるので、コストアップを招くとともに、装置の効率を低下させる虞がある。
【０００４】
本発明は、かかる点に着目してなされたものであり、その目的は、貯湯タンク内に貯湯されている湯水を有効に活用しながら、給湯目標温度の湯水を給湯して、コストの低減および装置の効率の向上を図ることが可能となる貯湯式の給湯装置を提供する点にある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
この目的を達成するために、請求項１に記載の発明によれば、上部に給湯路が接続されかつ下部に給水路が接続されている貯湯タンクと、その貯湯タンクの底部から取り出した湯水を加熱手段にて加熱したのち、その湯水を前記貯湯タンクの上部に供給する形態で湯水を循環させる湯水循環手段と、前記加熱手段の運転を制御する運転制御手段とが設けられ、
前記運転制御手段が、前記湯水循環手段にて循環される湯水を前記加熱手段にて貯湯設定温度の湯に加熱して、温度成層を形成する状態で前記貯湯タンク内に貯湯するように構成されている貯湯式の給湯装置において、
前記給湯路を通して供給される前記貯湯タンクからの湯水に水を混合して、給湯目標温度の湯水を給湯する給湯手段が設けられ、
前記運転制御手段が、前記貯湯タンクから前記給湯路に供給される湯水が前記給湯目標温度を基準として定められる加熱開始用温度以上のときには、前記給湯路を通して供給される前記貯湯タンクからの湯水に水を混合して給湯するように前記給湯手段を制御する通常給湯処理を実行し、かつ、
前記貯湯タンクから前記給湯路に供給される湯水が前記加熱開始用温度とそれよりも低い混合用下限温度との間の混合用温度範囲内であるときには、前記加熱手段にて加熱された湯水に前記貯湯タンクの上部から取り出した湯水を混合させて前記給湯路に供給して給湯する混合給湯処理を実行するように構成され、
前記運転制御手段が、前記貯湯タンクから前記給湯路に供給される湯水が前記混合用下限温度以下のときには、前記加熱手段にて加熱された湯水に前記貯湯タンクから取り出す湯水を混合させずに給湯する加熱給湯処理を実行するように構成されている。
【０００６】
すなわち、運転制御手段が、貯湯タンクから給湯路に供給される湯水が給湯目標温度を基準として定められる加熱開始用温度以上のときには、通常給湯処理を実行して、貯湯タンクの上部から取り出した湯水に水を混合させて、給湯目標温度の湯水を給湯することが可能となるので、水を混合させて給湯目標温度が得られる湯水が貯湯タンク内に貯湯されているときには、その湯水を使用して給湯目標温度の湯水を給湯することが可能となって、貯湯タンク内に貯湯されている加熱開始用温度以上の湯水を有効に活用することが可能となる。
しかも、運転制御手段が、貯湯タンクから給湯路に供給される湯水が混合用温度範囲内であるときには、混合給湯処理を実行して、加熱手段にて加熱された湯水に貯湯タンクの上部から取り出した湯水を混合させて、給湯目標温度の湯水を給湯することが可能となるので、貯湯タンク内に貯湯されている加熱開始用温度未満で混合用温度範囲内の湯水を、給湯に使用して給湯目標温度の湯水を給湯することが可能となる。
【０００７】
以上のことをまとめると、貯湯タンク内に貯湯されている加熱開始用温度以上の湯水だけでなく、加熱開始用温度未満で混合用温度範囲内の湯水をも活用しながら、給湯目標温度の湯水を給湯することが可能となって、貯湯タンク内に貯湯されている湯水を有効に活用しながら、給湯目標温度の湯水を給湯して、コストの低減および装置の効率の向上を図ることが可能となる貯湯式の給湯装置を提供できるに到った。
また、貯湯タンクから給湯路に供給される湯水が混合用下限温度以下まで低下しているときに、加熱手段にて加熱された湯水に貯湯タンクの上部から取り出した湯水を混合させると、給湯目標温度の湯水を給湯するために、加熱手段にて湯水をかなり高温まで加熱する必要があるなどして、かえって装置の効率を低下させる虞がある。
しかしながら、運転制御手段が、貯湯タンクから給湯路に供給される湯水が混合用下限温度以下のときには、加熱給湯処理を実行して、加熱手段にて加熱された湯水に貯湯タンクから取り出す湯水を混合させずに給湯路に供給して、その給湯路に供給された湯水に水を混合するなどして、給湯目標温度の湯水を給湯することが可能となるので、貯湯タンクから給湯路に供給される湯水が混合用下限温度以下のときには、貯湯タンク内に貯湯されている湯水を活用することなく、給湯設定温度の湯水を給湯することが可能となって、かえって装置の効率を低下させてしまう事態を回避して、装置の効率の向上を図ることが可能となる。
【０００８】
請求項２に記載の発明によれば、前記運転制御手段が、前記混合給湯処理において、要求されている給湯能力よりも大きくなるときには、前記加熱手段にて加熱された湯水に前記貯湯タンクの上部から取り出した湯水を混合させて前記給湯路に供給された湯水に水を混合させて給湯すべく、前記給湯手段を制御するように構成されている。
【０００９】
すなわち、運転制御手段が、混合給湯処理を実行すると、加熱手段にて加熱された湯水に貯湯タンクの上部から取り出した湯水を混合させて給湯することになるが、例えば、加熱手段に供給される湯水の温度が高かったり、貯湯タンクから取り出す湯水の温度が高い場合などには、加熱手段を加熱作動させると、実際に給湯される湯水が給湯目標温度よりも高くなるなどして要求されている給湯能力よりも大きくなる場合がある。
しかしながら、運転制御手段が、混合給湯処理において、要求されている給湯能力よりも大きくなるときには、加熱手段にて加熱された湯水に貯湯タンクの上部から取り出した湯水を混合させて給湯路に供給し、その給湯路に供給された湯水に水を混合させて、要求されている給湯能力の湯水を給湯するように給湯手段を制御することが可能となるので、混合給湯処理において、加熱手段を加熱作動させると、要求されている給湯能力よりも大きくなる場合でも、要求されている給湯能力の湯水を給湯することが可能となる。
【００１０】
請求項３に記載の発明によれば、前記混合給湯処理実行中において、混合阻止条件が満たされると、前記加熱給湯処理を実行するように構成されている。
【００１２】
すなわち、運転制御手段が、混合給湯処理実行中であっても、混合阻止条件が満たされると、加熱手段にて加熱された湯水に貯湯タンクから取り出す湯水を混合させずに給湯路に供給して、その給湯路に供給された湯水に水を混合するなどして、給湯目標温度の湯水を給湯することが可能となるので、混合給湯処理実行中であっても、貯湯タンク内に貯湯されている湯水を活用して給湯するよりも、貯湯タンク内に貯湯されている湯水を活用することなく給湯する方が有効であるときには、貯湯タンク内に貯湯されている湯水を活用することなく給湯することが可能となって、有効な制御を行うことが可能となる。
【００１３】
ちなみに、給湯路に供給された湯水に給湯手段にて水を混合して、給湯目標温度の湯水を給湯するときには、混合後の流路が短く、圧力損失が小さいので、流量を確保し易いという利点があり、貯湯タンクから給湯路に供給される湯水の温度と給湯手段にて混合する水の温度との間に設定温度以上の温度差がない場合には、上述の利点から考えて、貯湯タンク内に貯湯されている湯水を活用して給湯するよりも、貯湯タンク内に貯湯されている湯水を活用することなく給湯する方が有効なものとなる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
本発明にかかる貯湯式の給湯装置をエンジンヒートポンプ式冷暖房給湯システムに適応した例を図面に基づいて説明する。
このエンジンヒートポンプ式冷暖房給湯システムは、図１および２に示すように、貯湯タンク１内に温度成層を形成しながら貯湯したり、貯湯タンク１内に貯湯された湯水を給湯する貯湯ユニットＡと、空調対象空間の空調運転と貯湯タンク１に貯湯するための加熱運転を実行可能な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。
【００１５】
前記貯湯ユニットＡは、この貯湯ユニットＡの運転を制御する貯湯ユニット制御部Ｃ、貯湯タンク１、貯湯タンク１内の湯水を循環するための循環路３、循環路３を通流する湯水を加熱する加熱手段としての加熱部４などから構成され、循環ポンプＰ１を作動させて貯湯タンク１内の湯水を循環路３にて循環しながら、加熱部４にて加熱するようにしている。
【００１６】
前記貯湯タンク１内には、その貯湯量が最低確保量よりも多量の最低検出貯湯量以上であるかを、その湯温を検出することにより検出する最低検出貯湯量検出手段としての最上部サーミスタＳ１、その貯湯量が満以上であるかを、その湯温を検出することにより検出する底部サーミスタＳ２が設けられている。
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。
【００１７】
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が設けられている。
【００１８】
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１０が設けられ、給湯路６におけるミキシングバルブ８よりも下流側には、給湯路６の湯水の流量を検出する給湯流量センサ１１、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１２が設けられている。
【００１９】
前記ミキシングサーミスタ１２よりも下流側の給湯路６が、台所や洗面所などの図外の給湯栓に給湯する一般給湯路と、図外の浴槽に湯水を供給するための湯張り路とに分岐されている。
そして、一般給湯路に給湯するときには、給湯設定温度、貯湯出口サーミスタ１０および給水サーミスタ９の検出情報などに基づいて、給湯する湯水の温度が給湯設定温度になるようにミキシングバルブ８の開度を調整して、給湯設定温度の湯水を給湯するように構成されている。
また、浴槽に湯張りするときにも、ミキシングバルブ８の開度を調整するなどして、湯張り設定温度の湯水を浴槽に供給し、湯張り設定量の湯水を供給すると湯張りを終了するように構成されている。
給湯手段Ｇが、貯湯出口サーミスタ１０、給水サーミスタ９、ミキシングバルブ８、および、ミキシングサーミスタ１２などにより構成されている。
【００２０】
前記循環路３と貯湯タンク１とが、循環路３を通流する湯水を貯湯タンク１内に戻す、または、貯湯タンク１内の湯水を循環路３に取り出すために、貯湯タンク１の上部と底部の合計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の湯水を貯湯タンク１内に供給するための貯湯路１３が、給湯路６の一部を共用する状態で連通接続され、その貯湯路１３には、貯湯開閉弁４７が設けられている。
また、貯湯タンク１の底部には、循環路３の両端部が各別に接続され、貯湯タンク１内の湯水は、循環路３の一端部から取り出されて、他端部に向けて流動するように構成されている。
【００２１】
そして、循環路３には、湯水の循環方向に順に、循環路３の湯水の循環量を検出する循環流量センサ１５、循環ポンプＰ１、循環路３の湯水の循環量を調整する循環流量調整バルブ１６、加熱部４、加熱部４にて加熱された湯水の温度を検出する加熱温サーミスタ１７、湯水の通流を断続する開閉弁１８が設けられている。
湯水循環手段Ｅが、循環路３、循環ポンプＰ１、循環流量センサ１５、循環流量調整バルブ１６、加熱温サーミスタ１７、貯湯開閉弁４７、および、開閉弁１８などから構成されている。
【００２２】
前記加熱部４は、エンジンヒートポンプ式冷暖房装置Ｂによる冷媒を供給して湯水を加熱するヒートポンプ式加熱部１９と、バーナ２０の燃焼により湯水を加熱する補助加熱部２１とから構成されている。
そして、循環路３の湯水の循環方向において上流側から、ヒートポンプ式加熱部１９、補助加熱部２１の順に設けられている。
【００２３】
前記補助加熱部２１は、ガス燃焼式のバーナ２０およびこのバーナ２０に燃焼用空気を供給するファン２２などが設けられ、バーナ２０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２０に燃料ガスを供給する燃料供給路２３には、上流側から順にガスセフティ弁２４、ガス比例弁２５、ガスメイン弁２６が設けられ、また、補助加熱部２１に通流する湯水の流量を検出する補助加熱用水量センサ２７が設けられている。
【００２４】
そして、補助加熱部２１は、補助加熱用水量センサ２７にて設定量以上の水量が検出されると、バーナ２０の燃焼を開始し、補助加熱用入り温度サーミスタ２８および補助加熱用水量センサ２７の検出情報に基づいて、ファン２２の回転速度およびガス比例弁２５の開度を調整して、加熱温度サーミスタ１７の検出温度が目標温度になるように補助加熱部２１の加熱量を調整するように構成されている。
【００２５】
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３１、室外機３２、室内機３１および室外機３２の運転を制御するヒートポンプ運転制御部Ｄとから構成され、複数の空調対象空間（例えば、各部屋）を暖房または冷房などの空調を行うように構成されている。
また、室内機３１と室外機３２と貯湯ユニットＡにおけるヒートポンプ式加熱部１９とは、冷媒配管２９で接続され、エンジンヒートポンプ式冷暖房装置Ｂにおける冷媒をヒートポンプ式加熱部１９に供給できるように構成されている。
【００２６】
前記複数の室内機３１の夫々には、電子膨張弁３３、室内熱交換器３４、その室内熱交換器３４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３５が備えられ、室内熱交換器３４にて凝縮された冷媒の温度を検出する冷媒サーミスタ４８の検出情報に基づいて、電子膨張弁３３の開度を調整するようにしている。
【００２７】
前記室外機３２には、ガスエンジン３６、圧縮機３７、アキュムレータ３８、四方弁３９、室外熱交換器４０、その室外熱交換器４０に対し外気を通風する室外空調用送風機４１が備えられ、ガスエンジン３６の排熱を外部に放熱するためのラジエーター４２、および、ラジエーター用送風機４３も備えられている。
また、ガスエンジン３６の冷却用の冷却水をラジエーター４２との間で循環させる冷却水路４４が設けられ、この冷却水路４４にラジエーター用ポンプＰ３が設けられている。
【００２８】
ヒートポンプ運転手段Ｋが、電子膨張弁３３、室内空調用送風機３５、ガスエンジン３６、圧縮機３７、四方弁３９、室外空調用送風機４１などにより構成されている。
また、冷却水循環手段Ｌが、ラジエーター用ポンプＰ３、ラジエーター用送風機４３、および、エジエーター４２などにより構成されている。
【００２９】
前記エンジンヒートポンプ式冷暖房装置Ｂは、空調リモコンＲ１の指令に基づいてヒートポンプ運転制御部Ｄにて運転が制御され、ガスエンジン３６により圧縮機３７を作動させて、四方弁３９の切換え操作により冷房運転と暖房運転とを選択切換え自在に構成され、室内機３１の電子膨張弁３３の開閉制御により、空調要求のある部屋の空調を行うように構成されている。
また、ヒートポンプ式加熱部１９にて循環路３の湯水を加熱するときには、暖房運転させるとともに、電子膨張弁３３を制御して、ヒートポンプ式加熱部１９に冷媒を供給するように構成されている。
【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されている。
そして、運転制御手段としての貯湯ユニット制御部Ｃとヒートポンプ運転制御部Ｄは、空調対象空間としての各部屋に設置されている空調リモコンＲ１や貯湯リモコンＲ２の指令に基づいて、空調対象空間への冷房運転や暖房運転などの空調運転、貯湯タンク１内に湯水を貯湯する貯湯運転、図外の給湯栓などに所望の湯水を供給する給湯運転などの夫々の運転を実行するように構成されている。
【００３１】
以下、各運転について説明を加える。
前記冷房運転は、図２の実線矢印に示すように、圧縮機３７、四方弁３９、室外熱交換器４１、室内熱交換器３４、四方弁３９、アキュムレータ３８の順に冷媒を循環させて、冷房対象となる部屋を冷房するように構成されている。
前記暖房運転は、図２の点線矢印に示すように、圧縮機３７、四方弁３９、室内熱交換器３４、室外熱交換器４１、四方弁３９、アキュムレータ３８の順に冷媒を循環させて、暖房対象となる部屋を暖房するように構成されている。
また、ヒートポンプ運転制御部Ｄは、冷房運転および暖房運転において、ラジエーター用ポンプＰ３を作動させ、ラジエーター用送風機４３を作動させラジエーター４２にて放熱させるようにしている。
【００３２】
前記貯湯運転は、貯湯リモコンＲ２から貯湯要求があると、貯湯開閉弁４７を開弁させ、循環ポンプＰ１を作動させて、取出し路１４を通して貯湯タンク１の底部から水を取出し、加熱部４にて加熱したのち、貯湯路１３を通して貯湯タンク１の上部に供給してするように構成されている。
前記貯湯運転における加熱部４の動作について説明を加えると、エンジンヒートポンプ式冷暖房装置Ｂが空調運転中でなければ、電子膨張弁３３を開状態に制御して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、ヒートポンプ式加熱部１９に冷媒を供給させて、ヒートポンプ式加熱部１９にて循環路３の湯水を加熱させ、加熱温サーミスタ１７による検出温度が目標貯湯温度（例えば、６０℃）になるようにヒートポンプ式加熱部１９の加熱量を調整するように構成されている。
そして、ヒートポンプ式加熱部１９による加熱だけでは、加熱温サーミスタ１７による検出温度が貯湯設定温度（例えば、６０℃）になるように、循環路３の湯水を加熱できない場合や、ヒートポンプ式加熱部１９での加熱が行えない場合などには、加熱温サーミスタ１７による検出温度が貯湯設定温度（例えば、６０℃）になるように、ファン２２の回転速度やガス比例弁２５の開度を調整して補助加熱部４による加熱量を調整するように構成されている。
【００３３】
このようにして、加熱部４にて循環路３の湯水を貯湯設定温度に加熱して、その湯水を貯湯タンク１の上部から供給することによって、温度成層を形成する状態で、貯湯タンク１内に貯湯するように構成されている。
【００３４】
前記給湯運転は、図外の給湯栓などが開操作されたり、図外の浴槽に湯張りするための湯張り指令が指令されると、貯湯タンク１から給湯路６に供給される湯水が給湯目標温度としての給湯設定温度を基準として定められる加熱開始用温度以上のときには、給湯路６を通して供給される貯湯タンク１からの湯水に水を混合して給湯するように給湯手段Ｇを制御する通常給湯処理を実行するように構成されている。
そして、貯湯タンク１から給湯路６に供給される湯水が加熱開始用温度とそれよりも低い混合用下限温度との間の混合用温度範囲内であるときには、加熱部４を加熱作動させて、加熱部４にて加熱された湯水に貯湯タンク１の上部から取り出した湯水を混合させて給湯路６に供給して給湯する混合給湯処理を実行するように構成されている。
また、貯湯タンク１から給湯路６に供給される湯水が混合用下限温度以下のときには、加熱部４を加熱作動させて、加熱部４にて加熱された湯水に貯湯タンク１から取り出した湯水を混合させずに給湯する加熱給湯処理を実行するように構成されている。
【００３５】
ちなみに、加熱開始用温度は、給湯設定温度を基準として給湯設定温度よりも少し高い温度に設定され、混合用下限温度は、給湯設定温度を基準として給湯設定温度よりも低くかつ加熱開始用温度よりも低い温度に設定され、例えば、給湯設定温度が４０℃のときには、加熱開始用温度を４２℃、混合用下限温度を３５℃に設定するようにしている。
【００３６】
説明を加えると、貯湯タンク１内には温度成層を形成する状態で湯水が貯湯されているので、貯湯タンク１内に貯湯されている湯水を使って給湯が継続されていると、最上部サーミスタＳ１にて検出される検出温度が低下することになる。そして、最上部サーミスタＳ１の検出温度が加熱開始用温度以上のときには、通常給湯処理を実行し、給湯が継続されて、最上部サーミスタＳ１の検出温度が低下して混合用温度範囲内のときには、混合給湯処理を実行し、さらに給湯が継続されて、最上部サーミスタＳ１の検出温度が低下して混合用下限温度以下のときには、加熱給湯処理を実行するように構成されている。
【００３７】
また、通常給湯処理の実行中、混合給湯処理の実行中、および、加熱給湯処理の実行中に、図外の給湯栓が閉操作されたり、図外の浴槽への湯張りが終了して、給湯が停止されると、加熱部４が加熱作動され、循環ポンプＰ１も作動していれば、その加熱部４の加熱作動を停止させ、循環ポンプＰ１の作動を停止させるなどの停止処理を実行して、給湯を停止するように構成されている。
【００３８】
ちなみに、混合給湯処理および加熱給湯処理における加熱部４は、基本的には、補助加熱部２１を加熱作動させるようにしているが、ヒートポンプ式加熱部１９における加熱が可能であれば、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部１９にて加熱したのち、補助加熱部２１にて加熱するように構成されている。
【００３９】
前記通常給湯処理は、貯湯リモコンＲ２などにて設定された給湯設定温度、貯湯出口サーミスタ１０および給水サーミスタ９の検出情報に基づいて、給湯する湯水の温度が給湯設定温度になるようにミキシングバルブ８の開度を調整するとともに、ミキシングサーミスタ１２の検出情報に基づいて、その検出温度と給湯設定温度との偏差に基づいてミキシングバルブ８の開度を微調整することにより、給湯設定温度の湯水を給湯するように構成されている。
【００４０】
前記混合給湯処理は、貯湯開閉弁４７を開弁させた状態で循環ポンプＰ１を作動させて、加熱部４を加熱作動させるとともに、貯湯路１３を通流する湯量が要求されている給湯要求量よりも少ない量になるように循環流量調整バルブ１６にて調整して、給湯路６における貯湯路１３との接続箇所において、加熱部４にて加熱された湯水に貯湯タンク１の上部から取り出した湯水を混合させて給湯路６に供給して給湯するように構成されている。
そして、最上部サーミスタＳ１の検出温度、循環流量センサ１５の検出流量、および、要求されている給湯能力（給湯要求量および給湯設定温度）に基づいて、要求されている給湯能力の湯水を給湯するための加熱目標温度を求めて、加熱温サーミスタ１７の検出温度が加熱目標温度になるように補助加熱部２１の加熱量を調整し、加熱部４にて加熱された湯水に貯湯タンク１の上部から取り出した湯水を混合させて、給湯設定温度の湯水を給湯するように構成されている。
【００４１】
説明を加えると、加熱部４で得られる熱量をＱ１、貯湯タンク１の上部から取り出す湯水の熱量をＱ２、要求されている給湯能力の熱量をＱ３とし、最上部サーミスタＳ１の検出温度をＴ１、循環流量センサ１５の検出流量をＲ１、給湯要求量をＲ２、給湯設定温度をＴ２、加熱目標温度をＴ３とすると、下記［数１］が成り立つので、最上部サーミスタＳ１の検出温度Ｔ１、循環流量センサ１５の検出流量Ｒ１、給湯要求量Ｒ２、および、給湯設定温度Ｔ２から加熱目標温度Ｔ３が求められる。
【００４２】
【数１】
Ｑ１＋Ｑ２＝Ｑ３
ただし、Ｑ１＝Ｒ１×Ｔ３
Ｑ２＝（Ｒ２−Ｒ１）×Ｔ１
Ｑ３＝Ｒ２×Ｔ２
【００４３】
また、この混合給湯処理において、加熱部４を最小加熱能力にて加熱作動させても、要求されている給湯能力よりも大きくなるときには、補助加熱部２１を最小加熱量にて加熱作動させるとともに、貯湯出口サーミスタ１０および給水サーミスタ９の検出情報に基づいて、給湯する湯水の温度が給湯設定温度になるようにミキシングバルブ８の開度を調整するとともに、ミキシングサーミスタ１２の検出情報に基づいて、その検出温度と給湯設定温度との偏差に基づいてミキシングバルブ８の開度を微調整することにより、加熱部４にて加熱された湯水に貯湯タンク１の上部から取り出した湯水を混合させて給湯路６に供給し、その給湯路６に給湯された湯水に水を混合させて、給湯設定温度の湯水を給湯するように構成されている。
【００４４】
説明を加えると、補助加熱部４には最小加熱能力が設定されており、例えば、補助加熱部４に供給される湯水の温度が高かったり、貯湯タンク１の上部から取り出した湯の温度が高かったりすると、加熱部４を最小加熱能力で加熱作動させたときに得られる熱量Ｑ１と貯湯タンク１の上部から取り出す湯水の熱量Ｑ２を加えた供給熱量が、要求されている給湯能力の熱量Ｑ３よりも大きくなる場合がある。
すなわち、上記［数１］において、Ｑ１＋Ｑ２＞Ｑ３となり、加熱部４を最小加熱能力にて加熱作動させても、実際に給湯される湯水は要求されている給湯能力よりも大きくなる場合がある。
したがって、このような場合には、加熱部４にて加熱された湯水に貯湯タンク１の上部から取り出した湯水を混合させて給湯路６に供給し、その給湯路６に供給された湯水に水を混合させることによって、要求されている給湯能力の湯水を給湯するようにしている。
【００４５】
前記加熱給湯処理は、貯湯開閉弁４７を開弁させた状態で循環ポンプＰ１を作動させて、加熱部４を加熱作動させるとともに、ミキシングバルブ８にて水を混合した状態で要求されている給湯要求量になるように循環流量調整バルブ１６にて貯湯路１３を通流する湯量を調整して、加熱部４にて加熱された湯水を貯湯タンク１から取り出す湯と混合させずに給湯路６に供給する。
そして、貯湯出口サーミスタ１０および給水サーミスタ９の検出情報に基づいて、給湯する湯水の温度が給湯設定温度になるようにミキシングバルブ８の開度を調整するとともに、ミキシングサーミスタ１２の検出情報に基づいて、その検出温度と給湯設定温度との偏差に基づいてミキシングバルブ８の開度を微調整して、加熱部４にて加熱された湯水に水を混合させて、給湯設定温度の湯水を給湯するようにしている。
ちなみに、この加熱給湯処理における補助加熱部２１の加熱量は、加熱温サーミスタ１７の検出温度が貯湯設定温度になるように調整されている。
【００４６】
また、上述の混合給湯処理において、混合阻止条件が満たされると、加熱部４にて加熱された湯水に貯湯タンク１から取り出す湯水を混合させずに給湯するように構成されている。
説明を加えると、最上部サーミスタＳ１の検出温度が給水サーミスタ９の検出温度よりも設定温度だけ高い混合阻止設定温度以下であったり、給湯要求量が混合阻止設定量以上であると、混合阻止条件が満たされたと判別して、上述の加熱給湯処理を実行するように構成されている。
【００４７】
前記給湯運転における制御動作について、図４のフローチャートに基づいて説明する。
まず、図外の給湯栓が開操作されるなどして給湯要求があると、ミキシングバルブ８の開度を調整するなどして、通常給湯処理を実行する（ステップ１）。
そして、通常給湯処理が実行中で給湯が継続されているときに、最上部サーミスタＳ１の検出温度Ｔｋが混合用範囲内になると、混合給湯処理を実行する（ステップ２〜４）。
【００４８】
さらに、混合給湯処理が実行中で給湯が継続されているときに、混合阻止条件が満たされるか、または、最上部サーミスタＳ１の検出温度Ｔｋが混合用下限温度以下になると、加熱給湯処理を実行する（ステップ５〜８）。
また、通常給湯処理の実行中、混合給湯処理の実行中、および、加熱給湯処理の実行中において、給湯が停止されると、実行中の処理を停止させる停止処理を実行して、給湯を停止させるようにしている（ステップ２，５，９，１０）。
【００４９】
〔別実施形態〕
（１）上記実施形態では、補助加熱部２１の加熱量を調整可能に構成した例を示したが、補助加熱部２１を一定の設定加熱量にて加熱作動させるように構成して実施することも可能である。
【００５０】
（２）上記実施形態では、貯湯路１３を給湯路６の一部を共用する状態で貯湯タンク１の上部に連通接続して、循環流量調整バルブ１６にて貯湯路１３を通流する湯量を調整することによって、加熱部４にて加熱された湯水に貯湯タンク１の上部から取り出した湯水を混合させるように構成されているが、加熱部４にて加熱された湯水に貯湯タンク１の上部から取り出した湯水を混合させるための構成は適宜変更が可能であり、例えば、貯湯路１３を給湯路６の一部を共用する状態で貯湯タンク１の上部に連通接続するとともに、貯湯タンク１の上部と貯湯路１３に連通接続し、貯湯タンク１の上部の湯水を取り出す取り出し路を設けて、その取り出し路にポンプなどを設けるなどして、加熱部４にて加熱された湯水に貯湯タンク１の上部から取り出した湯水を混合させることも可能である。
【００５１】
（３）上記実施形態では、混合給湯処理実行中に、混合阻止条件が満たされると、加熱部４にて加熱された湯水に貯湯タンク１から取り出す湯水を混合させずに、給湯するように構成しているが、混合給湯処理実行中には、常に、加熱部４にて加熱された湯水に貯湯タンク１の上部から取り出した湯水を混合させて給湯路６に供給して給湯するように構成して実施することも可能である。
【００５２】
（４）上記実施形態では、加熱部４として、ヒートポンプ式加熱部１９と補助加熱部２１を備える構成を示したが、補助加熱部２１のみを備えるものや、ヒートポンプ式加熱部１９と補助加熱部２１に加えて、エンジン３６の排熱を利用して加熱する排熱利用式加熱部を備えるなど、各種の加熱手段が適応可能である。
【００５３】
（５）上記実施形態では、本発明にかかる貯湯式の給湯装置をエンジンヒートポンプ式冷暖房給湯システムに適応した例を示したが、ヒートポンプを備えていないものなど、各種の貯湯式の給湯装置が適応可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】貯湯ユニットの概略構成図
【図２】エンジンヒートポンプ式冷暖房装置の概略構成図
【図３】エンジンヒートポンプ式冷暖房給湯システムの制御ブロック図
【図４】給湯運転の制御動作を示すフローチャート
【符号の説明】
１ 貯湯タンク
４ 加熱手段
５ 給水路
６ 給湯路
Ｃ，Ｄ 運転制御手段
Ｅ 湯水循環手段
Ｇ 給湯手段

Claims (3)

1. 上部に給湯路が接続されかつ下部に給水路が接続されている貯湯タンクと、
   その貯湯タンクの底部から取り出した湯水を加熱手段にて加熱したのち、その湯水を前記貯湯タンクの上部に供給する形態で湯水を循環させる湯水循環手段と、
   前記加熱手段の運転を制御する運転制御手段とが設けられ、
   前記運転制御手段が、前記湯水循環手段にて循環される湯水を前記加熱手段にて貯湯設定温度の湯に加熱して、温度成層を形成する状態で前記貯湯タンク内に貯湯するように構成されている貯湯式の給湯装置であって、
   前記給湯路を通して供給される前記貯湯タンクからの湯水に水を混合して、給湯目標温度の湯水を給湯する給湯手段が設けられ、
   前記運転制御手段が、前記貯湯タンクから前記給湯路に供給される湯水が前記給湯目標温度を基準として定められる加熱開始用温度以上のときには、前記給湯路を通して供給される前記貯湯タンクからの湯水に水を混合して給湯するように前記給湯手段を制御する通常給湯処理を実行し、かつ、
   前記貯湯タンクから前記給湯路に供給される湯水が前記加熱開始用温度とそれよりも低い混合用下限温度との間の混合用温度範囲内であるときには、前記加熱手段にて加熱された湯水に前記貯湯タンクの上部から取り出した湯水を混合させて前記給湯路に供給して給湯する混合給湯処理を実行するように構成され、
   前記運転制御手段が、前記貯湯タンクから前記給湯路に供給される湯水が前記混合用下限温度以下のときには、前記加熱手段にて加熱された湯水に前記貯湯タンクから取り出す湯水を混合させずに給湯する加熱給湯処理を実行するように構成されている貯湯式の給湯装置。
2. 前記運転制御手段が、前記混合給湯処理において、要求されている給湯能力よりも大きくなるときには、前記加熱手段にて加熱された湯水に前記貯湯タンクの上部から取り出した湯水を混合させて前記給湯路に供給された湯水に水を混合させて給湯すべく、前記給湯手段を制御するように構成されている請求項１に記載の貯湯式の給湯装置。
3. 前記運転制御手段が、前記混合給湯処理実行中において、混合阻止条件が満たされると、前記加熱給湯処理を実行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装置。

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