JP5133773B2

JP5133773B2 - 給湯装置

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Publication number: JP5133773B2
Application number: JP2008130281A
Authority: JP
Inventors: 正彦矢口
Original assignee: Toshiba Carrier Corp
Current assignee: Toshiba Carrier Corp
Priority date: 2008-05-19
Filing date: 2008-05-19
Publication date: 2013-01-30
Anticipated expiration: 2028-05-19
Also published as: JP2009276031A

Description

本発明は、貯湯タンクに貯湯する湯の沸き上げにヒートポンプユニットを用いた給湯装置に関する。

従来、貯湯タンクに貯湯する湯を沸き上げるのにヒートポンプユニットを用いた給湯装置では、沸上運転時において、貯湯タンクの下部から水を取り出してヒートポンプユニットで所定の沸上温度に沸き上げるとともに沸き上げた湯を貯湯タンクの上部に取り入れるように沸上用循環ポンプによって循環させることにより、温度の異なる湯と水との比重差で、貯湯タンクの上部側の湯と下部側の水との間に形成される湯と水の混合層を介して、湯が水と混合せずに貯湯タンク内の上部側から順に貯湯される。

貯湯タンクに貯湯された湯は、貯湯タンクの上部から取り出して給湯に利用されるとともに、浴槽に湯張りした浴槽水の追い焚きや暖房等の熱負荷に対する熱源としても利用される。

また、貯湯タンクを有するタンクユニットとヒートポンプユニットとが別置きで設置され、これらの間において、貯湯タンクの下部とヒートポンプユニットとを接続する沸上用往き経路と、ヒートポンプユニットと貯湯タンクの上部とを接続する沸上用戻り経路とを接続して沸上回路を構成している。この沸上回路において、沸上用循環ポンプは、タンクユニット側の沸上用往き経路に設けられている場合と、ヒートポンプユニット側の沸上用往き経路に設けられている場合とがある。そして、沸上用循環ポンプの運転によって、貯湯タンクの下部の水を沸上用往き経路からヒートポンプユニットおよび沸上用戻り経路を経由して貯湯タンクの上部に戻す方向に循環させることにより、正常な沸上運転が可能となっている。

ところで、給湯装置の設置時において、タンクユニットとヒートポンプユニットとの間で沸上回路の沸上用往き経路の配管と沸上用戻り経路の配管とを接続する際に、それら配管を逆接続してしまうことがある。特に、タンクユニットとヒートポンプユニットとの間を接続する配管が地中やコンクリート等に埋設されている場合等には発生しやすい。

給湯装置の設置後の試運転で沸上運転を行った際、沸上用循環ポンプがタンクユニット側にある場合に、沸上回路を逆接続していると、貯湯タンクの下部から水を取り出してヒートポンプユニットで沸き上げ、この沸き上げた湯を貯湯タンクの上部に戻すため、タンクユニット側の水および湯の出入りは正常時と同じであるが、ヒートポンプユニット側の水および湯の出入りが正常時とは逆になってしまう。また、沸上用循環ポンプがヒートポンプユニット側にある場合に、沸上回路を逆接続していると、貯湯タンクの上部から湯水を取り出してヒートポンプユニットで沸き上げ、この沸き上げた湯を貯湯タンクの下部に戻すため、全体の湯水の流れが逆になり、貯湯タンクの下部に戻された湯で貯湯タンク内全体の水が温められるだけで、所定の沸上温度の湯を貯湯タンクの上部側から順に貯湯させることができない。

そこで、沸上回路を逆接続していることを検知する方法として、ヒートポンプユニットの沸上用熱交換器の入口側に設けられている給水温度検知センサ、および沸上用熱交換器の出口側に設けられている沸上温度検知センサを利用する方法がある。この方法では、沸上用循環ポンプがタンクユニット側にある場合においては、逆接続であると、ヒートポンプユニット側での湯水の流れが逆になり、ヒートポンプユニットで沸き上げられた湯を給水温度検知センサで検知するため、この給水温度検知センサで検知する温度が沸上温度検知センサで検知する温度よりも所定温度以上高くなることで、逆接続を検知できる（例えば、特許文献１参照。）。

また、沸上用循環ポンプがヒートポンプユニット側にある場合においては、ヒートポンプユニット側での湯水の流れは逆にならないため、沸上用循環ポンプがタンクユニット側にある場合のように給水温度検知センサおよび沸上温度検知センサを利用した逆接続の検知ができない。

そのため、沸上用循環ポンプがヒートポンプユニット側にある場合においては、貯湯タンク内の残湯量を検知する複数の残湯量検知センサを利用し、最上部の例えば残湯量６０リットルを検知する残湯量検知センサで検知する温度が、貯湯タンクの上部から湯が貯湯されて所定時間内に所定の沸上温度に達すれば正常接続、貯湯タンク内全体の水が温められるだけで所定時間内に所定の沸上温度に達しなければ、逆接続と判定している。

しかしながら、ヒートポンプユニットによる沸上流量は毎分１リットル程度であるため、最上部の例えば残湯量６０リットルを検知する残湯量検知センサを利用しても、逆接続を判定するのに１時間以上の時間がかかってしまう。
特許第３９６９３８３号公報（第３−５頁、図１−３）

従来の給湯装置では、沸上用循環ポンプがヒートポンプユニット側にある場合、タンクユニットとヒートポンプユニットとの間での沸上回路の逆接続を判定するのに時間かかかる問題がある。

本発明は、このような点に鑑みなされたもので、沸上用循環ポンプがヒートポンプユニット側にある場合でも、給水温度検知手段および沸上温度検知手段を利用して、タンクユニットとヒートポンプユニットとの間で沸上回路が逆接続状態にあることを短時間で確実に判定できる給湯装置を提供することを目的とする。

請求項１記載の給湯装置は、貯湯タンクを有するタンクユニットと、沸上用熱交換器を有するヒートポンプユニットと、前記貯湯タンクと前記沸上用熱交換器の入口側とを接続する沸上用往き経路、前記貯湯タンクと前記沸上用熱交換器の出口側とを接続する沸上用戻り経路、前記ヒートポンプユニット側に設けられ前記ヒートポンプユニット側において前記沸上用往き経路から前記沸上用熱交換器を経て前記沸上用戻り経路へ向かう方向に湯水を循環させる沸上用循環ポンプ、前記ヒートポンプユニット側で前記沸上用往き経路に設けられた給水温度検知手段、前記ヒートポンプユニット側で前記沸上用戻り経路に設けられた沸上温度検知手段を有する沸上回路と、前記貯湯タンクから湯を取り出す取出経路、この取出経路で取り出された湯を熱負荷側と熱交換する熱負荷用熱交換器、この熱負荷用熱交換器を通過した湯を前記貯湯タンクに戻す取入経路、前記取出経路から前記熱負荷用熱交換器を経て前記取入経路へ向かう方向に湯を循環させる熱負荷用循環ポンプを有する熱負荷回路と、前記タンクユニット側において前記熱負荷回路の前記取入経路の接続を前記沸上用戻り経路から前記貯湯タンクへ向かう経路と前記沸上用戻り経路から前記ヒートポンプユニットを経て前記貯湯タンクへ向かう経路とに切り換える切換手段と、前記タンクユニットと前記ヒートポンプユニットとの間での前記沸上回路の逆接続検知の際に、前記ヒートポンプユニットおよび前記沸上用循環ポンプを運転させるとともに前記沸上温度検知手段の検知温度が所定の沸上温度以上となってその運転を停止させた後に、所定時間だけ前記切換手段で前記熱負荷回路の前記取入経路の接続を前記沸上用戻り経路から前記ヒートポンプユニットを経て前記貯湯タンクへ向かう経路に切り換えるとともに前記熱負荷用循環ポンプを運転させ、その間に前記給水温度検知手段の検知温度が所定の沸上温度以上にならなければ前記沸上回路が逆接続状態にあると判定する制御部とを具備しているものである。

請求項２記載の給湯装置は、請求項１記載の給湯装置において、制御部は、タンクユニットとヒートポンプユニットとの間での沸上回路の逆接続検知の際に、給水温度検知手段の検知温度が所定の沸上温度以上にならないまま、沸上温度検知手段の検知温度が所定の沸上温度以上の状態から所定の沸上温度より低下すれば、前記沸上回路が逆接続状態にあると判定するものである。

請求項３記載の給湯装置は、請求項１または２記載の給湯装置において、制御部は、沸上回路のエア抜き制御の際にも、切換手段で熱負荷回路の取入経路の接続を沸上用戻り経路からヒートポンプユニットを経て貯湯タンクへ向かう経路に切り換えるとともに熱負荷用循環ポンプを運転させるものである。

請求項１記載の給湯装置によれば、沸上用循環ポンプがヒートポンプユニット側にある場合でも、給水温度検知手段および沸上温度検知手段を利用して、タンクユニットとヒートポンプユニットとの間での沸上回路の逆接続検知ができるものであり、ヒートポンプユニットおよび沸上用循環ポンプを運転させるとともに沸上温度検知手段の検知温度が所定の沸上温度以上となってその運転を停止させた後に、所定時間だけ切換手段で熱負荷回路の取入経路の接続を沸上用戻り経路からヒートポンプユニットを経て貯湯タンクへ向かう経路に切り換えるとともに熱負荷用循環ポンプを運転させ、その間に給水温度検知手段の検知温度が所定の沸上温度以上にならなければ沸上回路が逆接続状態にあると判定するため、従来よりも短時間で確実に逆接続を検知できる。

請求項２記載の給湯装置によれば、請求項１記載の給湯装置の効果に加えて、タンクユニットとヒートポンプユニットとの間での沸上回路の逆接続検知の際に、給水温度検知手段の検知温度が所定の沸上温度以上にならないまま、沸上温度検知手段の検知温度が所定の沸上温度以上の状態から所定の沸上温度より低下すれば、沸上回路が逆接続状態にあると判定するため、逆接続の検知精度を向上できる。

請求項３記載の給湯装置によれば、請求項１または２記載の給湯装置の効果に加えて、沸上回路のエア抜き制御の際にも、切換手段で熱負荷回路の取入経路の接続を沸上用戻り経路からヒートポンプユニットを経て貯湯タンクへ向かう経路に切り換えるとともに熱負荷用循環ポンプを運転させるため、沸上回路のエア抜き動作の経路と逆接続の検知の経路とを共用でき、簡素化およびコスト低減ができる。

以下、本発明の一実施の形態を、図面を参照して説明する。

図３および図４は給湯装置の正常接続状態を示す。

給湯装置11は、タンクユニット12と、湯を沸き上げるためのヒートポンプユニット13とを備え、浴槽14に張った浴槽水の追焚機能を有している。

タンクユニット12は、湯を貯湯する貯湯タンク17を有し、この貯湯タンク17には、貯湯タンク17の上部位置と、貯湯タンク17の上部から容量に対応した１／５位置、２／５位置、３／５位置、４／５位置と、貯湯タンク17の下部位置とに、貯湯タンク17内の湯水温度を検知する複数の温度検知手段としてのサーミスタ18a〜18fがそれぞれ配設されている。

貯湯タンク17の下部には、水道管等の給水源に配管される給水経路20が接続されている。この給水経路20には、給水圧力を減圧する減圧弁21、逆流を阻止する逆止弁22が配設されている。

貯湯タンク17の上部に上部取出配管25が接続され、貯湯タンク17の上下方向中間位置であって１／５位置のサーミスタ18bと２／５位置のサーミスタ18cとの間に中間部取出配管26が接続されている。中間部取出配管26の先端側には湯を取り出す方向にのみ湯の流れを許容する逆止弁27が配設されている。これら上部取出配管25と中間部取出配管26とは電動弁である混合弁28に接続され、この混合弁28により、上部取出配管25から取り出す湯と中間部取出配管26から取り出す湯との混合比率を調整する。この混合弁28で調整可能とする混合比率には、いずれか一方が１００％、他方が０％の場合も含まれる。

混合弁28には取り出された湯を給湯する給湯配管29が接続されている。給湯配管29には湯の温度を検知する取出温度検知手段としての取出温度センサ30が配設されている。そして、これら上部取出配管25、中間部取出配管26、混合弁28、給湯配管29等によって、貯湯タンク17から湯を取り出す取出経路31が形成されている。

また、給湯配管29（取出経路31）と給水経路20とが給湯用の混合弁34および浴槽用の混合弁35にそれぞれ接続されている。これら混合弁34，35は、給湯配管29からの湯と給水経路20からの水とを混合して所定温度の湯を給湯する。これら混合弁34，35で調整可能とする混合比率には、いずれか一方が１００％、他方が０％の場合も含まれる。

これら混合弁34，35に接続される給湯配管29および給水経路20には、給湯配管29側および給水経路20側への逆流を規制する逆止弁36，37がそれぞれ配設されている。

給湯用の混合弁34は、例えば台所等に設置されるメインリモコンや浴室に設置される浴室リモコン等によりそれぞれ設定される給湯設定温度の湯を供給する。この給湯用の混合弁34には所定の給湯場所に給湯する給湯路38が接続され、この給湯路38には流量を測定する流量センサ39および給湯温度を検知する給湯温度センサ40が配設されている。

浴槽用の混合弁35は、例えば台所等に設置されるメインリモコンや浴室に設置される浴室リモコン等によりそれぞれ設定される湯張り設定温度の湯を供給したり、浴室リモコンによる追い焚き操作時に浴槽水の追い焚き能力に応じた温度の湯を供給したりする。この浴槽用の混合弁35には浴槽14に給湯する浴槽用給湯経路41が接続され、この浴槽用給湯経路41には給湯温度を検知する給湯温度センサ42および流路を開閉する給水電磁弁等を備えたホッパ43が配設されている。

また、給湯配管29（取出経路31）の混合弁34，35の接続箇所より下流側には、上流側への逆流を規制する逆止弁44、および熱負荷側である浴槽14の浴槽水と熱交換する熱負荷用熱交換器としての追焚用熱交換器45を介して、この追焚用熱交換器45を通過した湯を貯湯タンク17に戻す追焚用戻り配管46が接続されている。この追焚用戻り配管46には、貯湯タンク17から取出経路31を通じて湯を取り出すとともに追焚用熱交換器45を通過した湯を追焚用戻り配管46および中間部取出配管26を経て貯湯タンク17の中間部に戻すように湯を循環させる熱負荷用循環ポンプとしての追焚用循環ポンプ47が配設されている。

追焚用戻り配管46は、切換手段としての切換弁48を介して中間部取出配管26に接続されている。そして、追焚用戻り配管46と中間部取出配管26とで、追焚時の際に、貯湯タンク17の中間部に追焚用熱交換器45を通過した湯を戻す取入経路49が形成されている。

そして、取出経路31、追焚用熱交換器45、追焚用循環ポンプ47および取入経路49を含めて熱負荷回路としての追焚回路50が構成されている。

また、追焚用熱交換器45と浴槽14とが浴槽用循環経路54によって接続されている。この浴槽用循環経路54は、浴槽14の浴槽水を取り込んで追焚用熱交換器45に導く浴槽用戻り配管55、追焚用熱交換器45を通過した浴槽水を浴槽14に導く浴槽用往き配管56を有している。浴槽用戻り配管55には、浴槽14から取り込んだ浴槽水の温度を検知するサーミスタ57、浴槽14の水位を検知する圧力センサ58、浴槽14への自動湯張り時に流路を切り換えるための切換弁59、浴槽水を循環させる浴槽用循環ポンプ60、浴槽水の循環を検知するフロースイッチ61が配設されている。浴槽用往き配管56には、浴槽14に導入する浴槽水の温度を検知するサーミスタ62が配設されている。

切換弁59には浴槽用給湯経路41が接続され、浴槽用給湯経路41から給湯される湯を浴槽用戻り配管55の１管、または浴槽用戻り配管55と浴槽用往き配管56との２管を通じて浴槽14に給湯可能になっている。

また、貯湯タンク17の上部取出配管25には、沸上時の過剰な圧力を逃す逃し弁65が接続され、この逃し弁65は排水経路66に接続されている。

また、タンクユニット12の貯湯タンク17とヒートポンプユニット13とが沸上回路70によって接続されている。この沸上回路70は、貯湯タンク17とヒートポンプユニット13の入口側とを接続する沸上用往き経路71、貯湯タンク17とヒートポンプユニット13の出口側とを接続する沸上用戻り経路72を有している。沸上用往き経路71は、タンクユニット12内の配管71aとヒートポンプユニット13内の配管71bとを配管71cで接続して構成されている。沸上用戻り経路72は、タンクユニット12内の配管72aとヒートポンプユニット13内の配管72bとを配管72cで接続して構成されている。

沸上用往き経路71の配管71aは、貯湯タンク17の下部に接続されている。この配管71aには、貯湯タンク17内の水を外部に排水する排水バルブ73が配設されている。

沸上用戻り経路72の配管72aには、追焚回路50の追焚用戻り配管46の一部であってこの追焚用戻り配管46の追焚用熱交換器45と切換弁48との間に接続された配管74が接続されているとともに、この配管74の接続箇所より貯湯タンク17に近い側に切換手段としての分配バルブである切換弁75が接続されている。

切換弁75には、貯湯タンク17の上部に接続される上部戻り配管76、貯湯タンク17の上下方向中間位置であって３／５位置と４／５位置との間に接続される中間部戻り配管77、沸上用往き経路71の配管71aを通じて貯湯タンク17の下部に接続される下部戻り配管78が接続されている。この切換弁75により、ヒートポンプユニット13側に対して上部戻り配管76、中間部戻り配管77および下部戻り配管78のいずれかを接続するように切換可能とするとともに、ヒートポンプユニット13側を閉止するように切換可能とする。

また、ヒートポンプユニット13は、圧縮機、凝縮器として機能する沸上用熱交換器82、膨張弁、蒸発器等で構成される冷媒回路を有している。このヒートポンプユニット13の沸上用熱交換器82に沸上回路70が接続されている。このヒートポンプユニット13の沸上用熱交換器82の入口側の配管71bに、貯湯タンク17の下部の水を沸上用往き経路71側から沸上用戻り経路72側に循環させる沸上用循環ポンプ83が配設されている。また、沸上用熱交換器82の入口側の配管71bには沸上用往き経路71に取り入れた水の温度を検知する給水温度検知手段としての給水温度センサ84が配設され、沸上用熱交換器82の出口側の配管72bには沸上用熱交換器82を通過した湯の温度を検知する沸上温度検知手段としての沸上温度センサ85が配設されている。

また、給湯装置11は、この給湯装置11の動作を制御する制御部91を有している。この制御部91は、沸上回路70のエア抜き制御の機能、およびタンクユニット12とヒートポンプユニット13との間での沸上回路70の逆接続検知の機能等を有している。

沸上回路70のエア抜き制御の機能では、切換弁48を閉止するとともに切換弁75のヒートポンプユニット13側を閉止して追焚回路50の取入経路49の接続を沸上用戻り経路72からヒートポンプユニット13を経て貯湯タンク17へ向かう経路に切り換えるとともに追焚用循環ポンプ47を運転させる。

沸上回路70の逆接続検知の機能では、ヒートポンプユニット13および沸上用循環ポンプ83を運転させるとともに沸上温度検知センサ85の検知温度が所定の沸上温度以上となってその運転を停止させた後に、所定時間だけ、切換弁48を閉止するとともに切換弁75のヒートポンプユニット13側を閉止して追焚回路50の取入経路49の接続を沸上用戻り経路72からヒートポンプユニット13を経て貯湯タンク17へ向かう経路に切り換えるとともに追焚用循環ポンプ47を運転させ、その間に給水温度検知センサ84の検知温度が所定の沸上温度以上にならなければ沸上回路70が逆接続状態にあると判定する。より厳正に判定するには、給水温度検知センサ84の検知温度が所定の沸上温度以上にならないまま、沸上温度検知センサ85の検知温度が所定の沸上温度以上の状態から所定の沸上温度より低下すれば、沸上回路70の沸上用往き経路71と沸上用戻り経路72とが逆接続状態にあると判定する。

次に、本実施の形態の作用を説明する。

まず、給湯装置11の設置後の給水およびエア抜きについて説明する。

逃し弁65および各弁28，34，35，48，75を開き、給水経路20を通じて給水する。これにより、貯湯タンク17内に給水されていくとともに貯湯タンク17に接続されている各配管内にも給水されていき、貯湯タンク17内および配管内から抜けるエアは逃し弁65から外部に排出される。

追焚回路50については、貯湯タンク17に近接配置されているため、貯湯タンク17への給水によって追焚回路50内に容易に給水され、追焚回路50内の空気が自動的に抜けやすい。それに対して、沸上回路70は、貯湯タンク17とヒートポンプユニット13との間の配管71c，72cが長い場合が多く、しかも、いわゆる天井転がし配管や鳥居配管となる場合もあり、貯湯タンク17への給水だけでは沸上回路70内への水の回りが十分でなく、沸上回路70内の空気が自動的に抜けにくい場合がある。

そこで、制御部91のエア抜き制御の機能により、図３（または図１）の配管黒表示および矢印に示すように、混合弁28で中間部取出配管26から水を取り出す経路に切り換え、切換弁48を閉止するとともに切換弁75のヒートポンプユニット13側を閉止して追焚回路50の取入経路49の接続を沸上用戻り経路72からヒートポンプユニット13を経て貯湯タンク17へ向かう経路に切り換え、追焚用循環ポンプ47を運転する。追焚用循環ポンプ47の運転により、貯湯タンク17の中間部から取り出した水が、中間部取出配管26、混合弁28、給湯配管29、追焚用熱交換器45、追焚用循環ポンプ47、追焚用戻り配管46、配管74、沸上用戻り経路72、ヒートポンプユニット13、沸上用往き経路71を経て貯湯タンク17の下部に流れ、沸上回路70内に強制的に送り込まれる水で沸上回路70内に滞留するエアが貯湯タンク17内に押し出され、逃し弁65から外部に排出される。

次に、給湯装置11の給水およびエア抜き後の試運転にて、制御部91の逆接続検知の機能によりタンクユニット12とヒートポンプユニット13との間での沸上回路70の逆接続検知を行うことについて説明する。

まず、沸上回路70が正常接続であった場合の例を図３および図４を参照して説明する。

図４の配管黒表示および矢印に示すように、切換弁75でヒートポンプユニット13側と上部戻り配管76とを接続する流路に切り換え、ヒートポンプユニット13および沸上用循環ポンプ83を運転する。沸上用循環ポンプ83の運転により、貯湯タンク17の下部の水が、沸上用往き経路71の各配管71a，71c，71b、ヒートポンプユニット13の沸上用循環ポンプ83および沸上用熱交換器82、沸上用戻り経路72の各配管72b，72c，72a、切換弁75、上部戻り配管76を経て貯湯タンク17の上部に流れ、沸上回路70における正常な沸上流れとなる。この沸上回路70内を流れる水をヒートポンプユニット13で沸き上げる。

ヒートポンプユニット13の沸上用熱交換器82の入口側の給水温度検知センサ84で貯湯タンク17から取り出される水の温度を検知し、沸上用熱交換器82の出口側の沸上温度検知センサ85で沸上用熱交換器82にて沸き上げられた湯の温度を検知する。

沸上温度検知センサ85の検知温度が所定の沸上温度（例えば６５℃）以上となるのを監視し、所定の沸上温度以上になれば、ヒートポンプユニット13および沸上用循環ポンプ83の運転を停止する。

その後、図３の配管黒表示および矢印に示すように、所定時間（例えば１分から１０分）だけ、混合弁28で中間部取出配管26から水を取り出す経路に切り換え、切換弁48を閉止するとともに切換弁75のヒートポンプユニット13側を閉止して追焚回路50の取入経路49の接続を沸上用戻り経路72からヒートポンプユニット13を経て貯湯タンク17へ向かう経路に切り換え、追焚用循環ポンプ47を運転する。

この追焚用循環ポンプ47の運転により、貯湯タンク17の中間部から取り出した水が、中間部取出配管26、混合弁28、給湯配管29、追焚用熱交換器45、追焚用循環ポンプ47、追焚用戻り配管46、配管74、沸上用戻り経路72の各配管72a，72c，72b、ヒートポンプユニット13の沸上用熱交換器82および沸上用循環ポンプ83、沸上用往き経路71の各配管71b，71c，71aを経て貯湯タンク17の下部へ向かって流れる。

この流れにより、沸上用熱交換器82内や沸上用戻り経路72の各配管72b，72c，72a内等に残っている所定の沸上温度以上に沸き上げられた湯が逆流して沸上用往き配管71側に流れるため、給水温度検知センサ84の検知温度は、今までは貯湯タンク17の下部から取り出された水の温度であったのが、所定の沸上温度以上の湯の温度となる。

このように、給水温度検知センサ84の検知温度が所定の沸上温度以上になれば、タンクユニット12とヒートポンプユニット13との間で、沸上回路70の沸上用往き経路71の配管71cと沸上用戻り経路72の配管72cとが正常接続されていると判定できる。

所定時間内に正常接続であると判定すれば、図４に示した沸上回路70の経路に戻し、試運転による沸き上げを再開する。

また、沸上回路70の逆接続であった場合の例を図１および図２を参照して説明する。

図２の配管黒表示および矢印に示すように、切換弁75でヒートポンプユニット13側と上部戻り配管76とを接続する流路に切り換え、ヒートポンプユニット13および沸上用循環ポンプ83を運転する。沸上用循環ポンプ83の運転により、貯湯タンク17の上部の水が、上部戻り配管76、切換弁75、配管72a，71c，71b、ヒートポンプユニット13の沸上用循環ポンプ83および沸上用熱交換器82、配管72b，72c，71aを経て貯湯タンク17の下部に流れ、沸上回路70における正常な沸上流れに対して逆になる。この沸上回路70内を逆に流れる水をヒートポンプユニット13で沸き上げる。

ヒートポンプユニット13の沸上用熱交換器82の入口側の給水温度検知センサ84で貯湯タンク17から取り出される水の温度を検知し、沸上用熱交換器82の出口側の沸上温度検知センサ85で沸上用熱交換器82を通じて沸き上げられた湯の温度を検知する。

その後、図１の配管黒表示および矢印に示すように、所定時間（例えば１分から１０分）だけ、混合弁28で中間部取出配管26から水を取り出す経路に切り換え、切換弁48を閉止するとともに切換弁75のヒートポンプユニット13側を閉止して追焚回路50の取入経路49の接続を沸上用戻り経路72からヒートポンプユニット13を経て貯湯タンク17へ向かう経路に切り換え、追焚用循環ポンプ47を運転する。

この追焚用循環ポンプ47の運転により、貯湯タンク17の中間部から取り出した水が、中間部取出配管26、混合弁28、給湯配管29、追焚用熱交換器45、追焚用循環ポンプ47、追焚用戻り配管46、配管74、配管72a，71c，71b、ヒートポンプユニット13の沸上用循環ポンプ83および沸上用熱交換器82、配管72b，72c，71aを経て貯湯タンク17の下部へ向かって流れる。

この流れにより、沸上用熱交換器82内に残っている所定の沸上温度以上に沸き上げられた湯が各配管72b，71c，71aを通じて貯湯タンク17の下部に流れるため、所定時間が経過しても、給水温度検知センサ84では水の温度を継続して検知し、所定の沸上温度以上にはならない。さらに、所定時間が経過するまでの間には、給水温度検知センサ84の検知温度が所定の沸上温度以上にならないまま、沸上温度検知センサ85では、沸上用熱交換器82内に残っている所定の沸上温度以上の湯が通過するまでは所定の沸上温度以上の湯を検知しているが、その湯が通過することで追焚回路50側から送り込まれる水の温度を検知する。

このように、所定時間内に、給水温度検知センサ84の検知温度が所定の沸上温度以上にならなければ、タンクユニット12とヒートポンプユニット13との間で、沸上回路70の沸上用往き経路71の配管71cと沸上用戻り経路72の配管72cとが逆接続されていると判定できる。より厳正に判定するには、所定時間内に、給水温度検知センサ84の検知温度が所定の沸上温度以上にならないまま、沸上温度検知センサ85の検知温度が所定の沸上温度以上の状態から所定の沸上温度より低下（例えば−１０℃以上）すれば、沸上回路70の沸上用往き経路71の配管71cと沸上用戻り経路72の配管72cとが逆接続されていると判定できる。

沸上回路70が逆接続であると判定すれば、その旨を給湯装置11の有する表示部での表示や音等で報知する。

したがって、給湯装置11によれば、沸上用循環ポンプ83がヒートポンプユニット13側にある場合でも、給水温度検知センサ84および沸上温度検知センサ85を利用して、タンクユニット12とヒートポンプユニット13との間での沸上回路70の逆接続検知ができる。すなわち、ヒートポンプユニット13および沸上用循環ポンプ83を運転させるとともに沸上温度検知センサ85の検知温度が所定の沸上温度以上となってその運転を停止させた後に、所定時間だけ切換弁48，75で追焚回路50の取入経路49の接続を沸上用戻り経路72からヒートポンプユニット13を経て貯湯タンク17へ向かう経路に切り換えるとともに追焚用循環ポンプ47を運転させ、その間に給水温度検知センサ84の検知温度が所定の沸上温度以上にならなければ沸上回路70が逆接続状態にあると判定できるため、従来よりも短時間で確実に逆接続を検知できる。

しかも、タンクユニット12とヒートポンプユニット13との間での沸上回路70の逆接続検知の際に、給水温度検知センサ84の検知温度が所定の沸上温度以上にならないまま、沸上温度検知センサ85の検知温度が所定の沸上温度以上の状態から所定の沸上温度より低下すれば、沸上回路70が逆接続状態にあると判定することにより、逆接続の検知精度を向上できる。

また、沸上回路70のエア抜き制御の際にも、切換弁48，75で追焚回路50の取入経路49の接続を沸上用戻り経路72からヒートポンプユニット13を経て貯湯タンク17へ向かう経路に切り換えるとともに追焚用循環ポンプ47を運転させるため、沸上回路70のエア抜き動作の経路と逆接続の検知の経路とを共用でき、簡素化およびコスト低減ができる。

続いて、給湯動作について説明する。

給湯路38の下流側に配設される給湯栓等を開くことにより、給水圧により貯湯タンク17内の湯を押し出し、上部取出配管25、中間部取出配管26、混合弁28および給湯配管29を通じて貯湯タンク17から取り出される湯と給水経路20から給水される水とを給湯用の混合弁34で混合して給湯設定温度の湯とし、この湯を給湯路38から給湯する。給湯配管29に取り出す湯は、混合弁28により、上部取出配管25から取り出す貯湯タンク17の上部の湯と中間部取出配管26から取り出す貯湯タンク17の中間部の湯との混合比率を調整して取り出す。

続いて、浴槽14の利用について説明する。

浴槽14に湯張りする場合には、ホッパ43の給水電磁弁を開くことにより、給水圧力により貯湯タンク17内の湯を押し出し、上部取出配管25、中間部取出配管26、混合弁28および給湯配管29を通じて貯湯タンク17から取り出される湯と給水経路20から給水される水とを浴槽用の混合弁35で混合して湯張り設定温度の湯とし、この湯を供給し、浴槽用給湯経路41およびこの浴槽用給湯経路41の一部を構成する浴槽用循環経路54を通じて浴槽14に給湯する。給湯配管29に取り出す湯は、混合弁28により、上部取出配管25から取り出す貯湯タンク17の上部の湯と中間部取出配管26から取り出す貯湯タンク17の中間部の湯との混合比率を調整して取り出す。

そして、浴槽14に湯張りした後は、所定時間毎に、浴槽用循環ポンプ60を作動させて浴槽14の浴槽水を浴槽用循環経路54内に循環させ、サーミスタ57で浴槽水の温度を検知し、保温の必要つまり追い焚き動作の必要があるか監視する。

また、浴槽水の温度が設定温度よりも低下した際には自動的に追い焚き動作し、また、浴槽リモコン等の手動操作によっても追い焚き動作する。

追い焚き動作では、まず、浴槽用循環ポンプ60を作動させ、浴槽水を浴槽用循環経路54内に取り込んで追焚用熱交換器45に循環させる。その状態で、追焚用循環ポンプ47を運転することにより、貯湯タンク17内の湯を、上部取出配管25、中間部取出配管26、混合弁28、給湯配管29（取出経路31）を通じて取り出して追焚用熱交換器45に送り込み、この追焚用熱交換器45で貯湯タンク17からの湯と浴槽14からの浴槽水とで熱交換させ、この熱交換により温度上昇した浴槽水を浴槽14に戻し、浴槽14内の湯温を上昇させる。

給湯配管29（取出経路31）に取り出す湯は、混合弁28により、上部取出配管25から取り出す貯湯タンク17の上部の湯と、追焚用戻り配管46を経て循環する追焚用熱交換器45を通過して温度低下した中温水である循環湯との混合比率を調整して取り出す。さらに、追焚用熱交換器45を通過して温度低下した湯の一部は、追焚用戻り配管46および中間部取出配管26を通じて貯湯タンク17の中間部に戻す。このとき、例えば湯の循環量が仮に１０Ｌであり、再利用する循環湯の量を８Ｌとすれば、貯湯タンク17の中間部に戻る湯量は２Ｌとなる。

本発明の一実施の形態であって給湯装置の逆接続状態での逆接続検知動作を示す構成図である。同上給湯装置の逆接続状態での沸上運転を示す構成図である。同上給湯装置の正常接続状態での逆接続検知動作を示す構成図である。同上給湯装置の正常接続状態での沸上運転を示す構成図である。

符号の説明

11 給湯装置
12 タンクユニット
13 ヒートポンプユニット
17 貯湯タンク
31 取出経路
45 熱負荷用熱交換器としての追焚用熱交換器
47 熱負荷用循環ポンプとしての追焚用循環ポンプ
48 切換手段としての切換弁
49 取入経路
50 熱負荷回路としての追焚回路
70 沸上回路
71 沸上用往き経路
72 沸上用戻り経路
75 切換手段としての切換弁
82 沸上用熱交換器
83 沸上用循環ポンプ
84 給水温度検知手段としての給水温度検知センサ
85 沸上温度検知手段としての沸上温度検知センサ
91 制御部

Claims

貯湯タンクを有するタンクユニットと、
沸上用熱交換器を有するヒートポンプユニットと、
前記貯湯タンクと前記沸上用熱交換器の入口側とを接続する沸上用往き経路、前記貯湯タンクと前記沸上用熱交換器の出口側とを接続する沸上用戻り経路、前記ヒートポンプユニット側に設けられ前記ヒートポンプユニット側において前記沸上用往き経路から前記沸上用熱交換器を経て前記沸上用戻り経路へ向かう方向に湯水を循環させる沸上用循環ポンプ、前記ヒートポンプユニット側で前記沸上用往き経路に設けられた給水温度検知手段、前記ヒートポンプユニット側で前記沸上用戻り経路に設けられた沸上温度検知手段を有する沸上回路と、
前記貯湯タンクから湯を取り出す取出経路、この取出経路で取り出された湯を熱負荷側と熱交換する熱負荷用熱交換器、この熱負荷用熱交換器を通過した湯を前記貯湯タンクに戻す取入経路、前記取出経路から前記熱負荷用熱交換器を経て前記取入経路へ向かう方向に湯を循環させる熱負荷用循環ポンプを有する熱負荷回路と、
前記タンクユニット側において前記熱負荷回路の前記取入経路の接続を前記沸上用戻り経路から前記貯湯タンクへ向かう経路と前記沸上用戻り経路から前記ヒートポンプユニットを経て前記貯湯タンクへ向かう経路とに切り換える切換手段と、
前記タンクユニットと前記ヒートポンプユニットとの間での前記沸上回路の逆接続検知の際に、前記ヒートポンプユニットおよび前記沸上用循環ポンプを運転させるとともに前記沸上温度検知手段の検知温度が所定の沸上温度以上となってその運転を停止させた後に、所定時間だけ前記切換手段で前記熱負荷回路の前記取入経路の接続を前記沸上用戻り経路から前記ヒートポンプユニットを経て前記貯湯タンクへ向かう経路に切り換えるとともに前記熱負荷用循環ポンプを運転させ、その間に前記給水温度検知手段の検知温度が所定の沸上温度以上にならなければ前記沸上回路が逆接続状態にあると判定する制御部と
を具備していることを特徴とする給湯装置。
制御部は、タンクユニットとヒートポンプユニットとの間での沸上回路の逆接続検知の際に、給水温度検知手段の検知温度が所定の沸上温度以上にならないまま、沸上温度検知手段の検知温度が所定の沸上温度以上の状態から所定の沸上温度より低下すれば、前記沸上回路が逆接続状態にあると判定する
ことを特徴とする請求項１記載の給湯装置。
制御部は、沸上回路のエア抜き制御の際にも、切換手段で熱負荷回路の取入経路の接続を沸上用戻り経路からヒートポンプユニットを経て貯湯タンクへ向かう経路に切り換えるとともに熱負荷用循環ポンプを運転させる
ことを特徴とする請求項１または２記載の給湯装置。