JP5343398B2

JP5343398B2 - 給湯装置

Info

Publication number: JP5343398B2
Application number: JP2008133856A
Authority: JP
Inventors: 俊元梶谷; 照夫山本; 常子今川
Original assignee: Panasonic Corp; Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Corp; Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2008-05-22
Filing date: 2008-05-22
Publication date: 2013-11-13
Anticipated expiration: 2028-05-22
Also published as: JP2009281658A

Description

本発明は、風呂の追い焚き機能を有した給湯装置に関する。

図６は、従来の給湯装置を示した図である。図６に示すように従来の給湯装置は、湯水を貯える貯湯槽１０１と、貯湯槽１０１内の湯水を加熱するための加熱手段１０２を有しており、貯湯槽１０１内の湯水を加熱手段１０２で加熱して高温水としている。そして、浴槽１０３内の湯水の追い焚きを行うための風呂追い焚き手段である熱交換器１０４を貯湯槽１０１内の上方部に設置されている。

貯湯槽１０１の上方部に湯温が８５度以上の高温湯の層１０５、その下方部に６５度〜８５度程度の中温湯の層１０６が貯まるように加熱手段１０２が制御されて貯湯槽１０１内に湯水を貯えている。そして浴槽１０３内の湯水の追い焚き時には、高温湯の層１０５を用いて浴槽１０３内の湯水の温度を昇温させている。さらに、貯湯槽１０１の中間層には中温湯の取り出し口１０７を設けて中温湯を給湯端末で用いる構成となっている（例えば、特許文献１参照）
また、貯湯槽１０１の天部に高温湯の取り出し口（図示せず）を取り付けて、高温湯を給湯端末へ供給する給湯装置も従来から存在しており、上記従来の技術の追い焚き方法は、貯湯槽１０１内に熱交換器を設置した内熱交換方式であるが、例えば、貯湯槽１０１の外部に風呂追い焚き手段である外熱交換器（図示せず）を設けて、外熱交換器に貯湯槽１０１内の高温湯を送り、一方、浴槽１０３から浴槽内の湯水を外熱交換器へ送ることで、外熱交換器にて高温湯と浴槽水との熱交換を行うことが可能な追い焚き方法もある（例えば、特許文献２参照）。

このように、従来から貯湯式の給湯装置において追い焚き機能を有したものがあり、貯湯槽内の高温湯を用いて追い焚きを行っているので、短時間で追い焚きが可能であるものの、追い焚き運転を想定して沸き上げ運転の沸き上げ温度を設定していたために、比較的高い温度で貯湯槽内に高温湯が貯えられていた。
特開２００５−４２９５２号公報特開２００５−１６４１５４号公報

しかしながら、追い焚き回数が少ない家庭にとっては、貯湯槽内に貯えた高温湯を使用する量が少ないために、貯湯槽内に大量の高温湯が残ってしまうので、ただ単に貯湯槽から外に向かって放熱されるだけの状況になってしまい、無駄が多いという課題を有していた。

本発明は、前記従来の課題を解決するもので、必要に応じて風呂追い焚き時に充分な能力を確保することができる給湯装置を提供することを目的とする。

前記従来の課題を解決するために、本発明の給湯装置は、湯水を貯える貯湯槽と、前記貯湯槽に貯えた湯水を加熱する加熱手段と、前記加熱手段による湯水の沸き上げ温度を決定する沸き上げ温度決定手段と、浴槽と、前記貯湯槽に貯えた高温湯と前記浴槽内の湯水とを熱交換して追い焚きを行う風呂追い焚き手段と、前記貯湯槽内の高温湯を前記風呂追い焚き手段を介して循環させる風呂追い焚きポンプと、前記浴槽内の湯水を前記風呂追い焚き手段を介して循環させる風呂循環ポンプと、前記浴槽内の湯水が前記風呂追い焚き手段を介して循環する風呂循環回路に配設され、前記浴槽内の湯水の温度を検出する風呂温度検出器と、前記貯湯槽から前記追い焚き熱交換器へ送られる湯の湯温を検出する温度検出器と、前記追い焚き熱交換器にて熱交換され前記貯湯槽へ戻される湯温を検出する温度検出器と、リモコンと、制御手段とを備え、前記制御手段は、前記風呂温度検出器の検出温度が前記リモコンにて設定された前記浴槽内の湯水の目標湯温より低い場合に、前記風呂追い焚きポンプを運転開始させるとともに、前記貯湯槽から前記追い焚き熱交換器へ送られる湯の湯温と前記追い焚き熱交換器にて熱交換され前記貯湯槽へ戻される湯温との温度差と、前記風呂追い焚きポンプが運転することで前記風呂追い焚き手段を流れる流量との積から、前記風呂追い焚きポンプにて前記風呂追い焚き手段を介して循環された前記貯湯槽内から高温湯が、前記風呂追い焚き手段で前記浴槽内の湯水に与えた熱量を演算して記憶する熱量演算記憶手段と、前記熱量演算記憶手段に記憶された熱量に基づいて沸き上げ温度を補正する沸き上げ温度補正手段とを有し、前記熱量演算記憶手段に記憶された熱量が、予め設定された所定熱量以上のとき、前記沸き上げ温度補正手段で前記加熱手段による湯水の沸き上げ温度を補正することを特徴とすることにより、利用者が実際に風呂追い焚きを行った実績に基づいて沸き上げ温度を補正するために、風呂追い焚きをあまり使用しない家庭や時期など普段の生活実態に基づいた沸き上げを可能にし、貯湯槽からの放熱による無駄を抑制することができる。

また、前記従来の課題を解決するために、本発明の給湯装置は、湯水を貯える貯湯槽と、前記貯湯槽に貯えた湯水を加熱する加熱手段と、前記加熱手段による湯水の沸き上げ温度を決定する沸き上げ温度決定手段と、浴槽と、前記貯湯槽に貯えた高温湯と前記浴槽内の湯水とを熱交換して追い焚きを行う風呂追い焚き手段と、前記貯湯槽内の高温湯を前記風呂追い焚き手段を介して循環させる風呂追い焚きポンプと、前記浴槽内の湯水を前記風呂追い焚き手段を介して循環させる風呂循環ポンプと、前記浴槽内の湯水が前記風呂追い焚き手段を介して循環する風呂循環回路に配設され、前記浴槽内の湯水の温度を検出する風呂温度検出器と、リモコンと、制御手段とを備え、前記制御手段は、前記風呂温度検出器の検出温度が前記リモコンにて設定された前記浴槽内の湯水の目標湯温より低い場合に、前記風呂追い焚きポンプを運転開始させるとともに、前記風呂追い焚きポンプの運転時間を記憶する風呂追い焚き時間記憶手段と、前記風呂追い焚き時間記憶手段に記憶された時間に基づいて沸き上げ温度を補正する沸き上げ温度補正手段とを有し、前記風呂追い焚き時間記憶手段に記憶された時間が、予め設定された所定時間以上のとき、前記沸き上げ温度補正手段で前記加熱手段による湯水の沸き上げ温度を補正することを特徴とすること
により、利用者が実際に風呂追い焚きを行った実績に基づいて沸き上げ温度を補正するために、風呂追い焚きをあまり使用しない家庭や時期など普段の生活実態に基づいた沸き上げを可能にし、貯湯槽からの放熱による無駄を抑制することができる。

本発明は、必要に応じて風呂追い焚き時に充分な能力を確保することができる給湯装置を提供することができる。

第１の発明の給湯装置は、湯水を貯える貯湯槽と、前記貯湯槽に貯えた湯水を加熱する加熱手段と、前記加熱手段による湯水の沸き上げ温度を決定する沸き上げ温度決定手段と、浴槽と、前記貯湯槽に貯えた高温湯と前記浴槽内の湯水とを熱交換して追い焚きを行う風呂追い焚き手段と、前記貯湯槽内の高温湯を前記風呂追い焚き手段を介して循環させる風呂追い焚きポンプと、前記浴槽内の湯水を前記風呂追い焚き手段を介して循環させる風呂循環ポンプと、前記浴槽内の湯水が前記風呂追い焚き手段を介して循環する風呂循環回路に配設され、前記浴槽内の湯水の温度を検出する風呂温度検出器と、前記貯湯槽から前記追い焚き熱交換器へ送られる湯の湯温を検出する温度検出器と、前記追い焚き熱交換器にて熱交換され前記貯湯槽へ戻される湯温を検出する温度検出器と、リモコンと、制御手段とを備え、前記制御手段は、前記風呂温度検出器の検出温度が前記リモコンにて設定された前記浴槽内の湯水の目標湯温より低い場合に、前記風呂追い焚きポンプを運転開始させるとともに、前記貯湯槽から前記追い焚き熱交換器へ送られる湯の湯温と前記追い焚き熱交換器にて熱交換され前記貯湯槽へ戻される湯温との温度差と、前記風呂追い焚きポンプが運転することで前記風呂追い焚き手段を流れる流量との積から、前記風呂追い焚きポンプにて前記風呂追い焚き手段を介して循環された前記貯湯槽内から高温湯が、前記風呂追い焚き手段で前記浴槽内の湯水に与えた熱量を演算して記憶する熱量演算記憶手段と、前記熱量演算記憶手段に記憶された熱量に基づいて沸き上げ温度を補正する沸き上げ温度補正手段とを有し、前記熱量演算記憶手段に記憶された熱量が、予め設定された所定熱量以上のとき、前記沸き上げ温度補正手段で前記加熱手段による湯水の沸き上げ温度を補正することを特徴とすることにより、利用者が実際に風呂追い焚きを行った実績に基づいて沸き上げ温度を補正するために、風呂追い焚きをあまり使用しない家庭や時期など普段の生活実態に基づいた沸き上げを可能にし、貯湯槽からの放熱による無駄を抑制することができる。

第２の発明の給湯装置は、湯水を貯える貯湯槽と、前記貯湯槽に貯えた湯水を加熱する加熱手段と、前記加熱手段による湯水の沸き上げ温度を決定する沸き上げ温度決定手段と、浴槽と、前記貯湯槽に貯えた高温湯と前記浴槽内の湯水とを熱交換して追い焚きを行う風呂追い焚き手段と、前記貯湯槽内の高温湯を前記風呂追い焚き手段を介して循環させる風呂追い焚きポンプと、前記浴槽内の湯水を前記風呂追い焚き手段を介して循環させる風呂循環ポンプと、前記浴槽内の湯水が前記風呂追い焚き手段を介して循環する風呂循環回路に配設され、前記浴槽内の湯水の温度を検出する風呂温度検出器と、リモコンと、制御手段とを備え、前記制御手段は、前記風呂温度検出器の検出温度が前記リモコンにて設定された前記浴槽内の湯水の目標湯温より低い場合に、前記風呂追い焚きポンプを運転開始させるとともに、前記風呂追い焚きポンプの運転時間を記憶する風呂追い焚き時間記憶手段と、前記風呂追い焚き時間記憶手段に記憶された時間に基づいて沸き上げ温度を補正する沸き上げ温度補正手段とを有し、前記風呂追い焚き時間記憶手段に記憶された時間が、予め設定された所定時間以上のとき、前記沸き上げ温度補正手段で前記加熱手段による湯水の沸き上げ温度を補正することを特徴とすることにより、利用者が実際に風呂追い焚きを行った実績に基づいて沸き上げ温度を補正するために、風呂追い焚きをあまり使用しない家庭や時期など普段の生活実態に基づいた沸き上げを可能にし、貯湯槽からの放熱による無駄を抑制することができる。

第３の発明の給湯装置は、特に第１または第２の発明において、前記加熱手段にヒートポンプを用いたことにより、効率よく貯湯槽内の湯水を沸き上げることができる。

第４の発明の給湯装置は、特に第３の発明において、前記ヒートポンプの高圧側が臨界圧力以上とすることにより、沸き上げ温度を高温にすることができ、利用できる熱量の増大と湯切れ防止性を向上することができる。

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。なお、この実施の形態によって本発明が限定されるものではない。

（実施の形態１）
図１は本発明の第１の実施の形態における給湯装置の構成を示す図である。図１において、本実施の形態の給湯装置は、湯水を貯える貯湯槽１と、貯湯槽１の水を加熱する加熱手段としてのヒートポンプユニット２と、貯湯槽１内の深さ方向の湯温を検知するように設けられた複数個の貯湯槽温検知手段８と、複数個の貯湯槽温検知手段８による貯湯槽１内の湯の増減度合から使用湯量を求め、記憶された過去の一定期間の使用湯量実績に基づき、その日の沸き上げ温度を決定する沸き上げ温度決定手段９とを備えている。

そして貯湯槽１の下部にヒートポンプ往き口２３と、貯湯槽１の上部にヒートポンプ戻り口２４を設けて、ヒートポンプ往き口２３とヒートポンプユニット２とヒートポンプ戻り口２４とを環状に接続して沸き上げ回路を形成している。なお、ヒートポンプユニット２とヒートポンプ往き口２３との間に沸き上げ用循環ポンプ２２が設けられており、沸き上げ時に沸き上げ用循環ポンプ２２が駆動することで、貯湯槽１の下部からヒートポンプユニット２に低温水が供給される。さらにヒートポンプユニット２で使用される冷媒には、高圧側で超臨界となる二酸化炭素を使用している。

基本的な動作としては、沸き上げ前は貯湯槽１に低温の水が多く満たされており、運転を開始すると、沸き上げ用循環ポンプ２２によりヒートポンプ往き口２３からヒートポンプユニット２に送出され、そこで加熱されて高温の湯がヒートポンプ戻り口２４から貯湯槽１に戻される。これによって、貯湯槽１には上方から順次高温の湯が貯えられていく。

また、浴室には浴槽３と、貯湯槽１の湯と浴槽３の湯を熱交換して風呂の追い焚きをおこなう風呂追い焚き手段としての追い焚き熱交換器４および貯湯槽１内の高温湯を循環させる追い焚きポンプ１０、浴槽３内の湯水を循環させる風呂循環ポンプ１１とを備えており、浴槽３と風呂循環ポンプ１１と追い焚き熱交換器４が環状に接続されて風呂循環回路１５が形成されている。

また、貯湯槽１の上部には風呂追い焚き往き口３１と、貯湯槽１の下部には風呂追い焚き戻り口３２が設けられており、風呂追い焚き往き口３１と追い焚き熱交換器４と風呂追い焚き戻り口３２が環状に接続されて追い焚き循環回路１２が形成されている。

さらに、追い焚き熱交換器４に追い焚きポンプ１０を介して貯湯槽１のお湯を導く追い焚き循環回路１２と、追い焚き循環回路１２の追い焚き熱交換器４の入口および出口に入り口追い焚き温度検出器１３、出口追い焚き温度検出器１４を備えている。また追い焚き熱交換器４に風呂循環ポンプ１１を介して浴槽３のお湯を導く風呂循環回路１５と、風呂循環回路中に風呂温度を検出する風呂温度検出器１６を備えている。

また、前記風呂循環ポンプ１１、風呂温度検出器１６、追い焚きポンプ１０を制御する風呂追い焚き制御手段１７と、入り口追い焚き温度検出器１３、出口追い焚き温度検出器
１４の検出温度と、追い焚きポンプ１０の出力から追い焚き熱量を演算し記憶する熱量演算記憶手段１８を備えている。

また、熱量演算記憶手段１８の記憶内容に基づいて沸き上げ温度決定手段９によるヒートポンプユニット２の沸き上げ温度を補正する沸き上げ温度補正手段１９と、利用者が浴槽の保温や風呂追い焚きを行う風呂追い焚きスイッチ２０を備えている。なお、沸き上げ温度決定手段９、風呂追い焚き制御手段１７、熱量演算記憶手段１８、沸き上げ温度補正手段１９は、マイクロコンピュータおよびその周辺回路で構成される制御装置２１内に設けられている。

また、貯湯槽１の下部には、給水源から水が供給される給水配管２９が接続されており、貯湯槽１の上部には高温湯を出湯する給湯口２５が設けられている。そして給水配管２９から分岐した給水配管２６から供給される水と、給湯口２５から供給される高温湯とを湯水混合弁２７で適温に混合し給湯端末である給湯栓２８へ湯水を供給する。

また、風呂追い焚きや浴槽３のお湯の保温は、風呂追い焚きスイッチ２０が利用者によって押される場合や浴槽のお湯はり後など、風呂循環ポンプ１１と追い焚きポンプ１０が起動し、貯湯槽１の風呂追い焚き往き口３１を通じて貯湯槽１内の湯と浴槽３内の湯が追い焚き熱交換器４に送られることにより行われ、熱交換された後の湯は風呂追い焚き戻り口３２から貯湯槽１に戻される。

以上のように構成された給湯装置について、以下その動作、作用を説明する。

沸き上げ温度決定手段は、複数個の貯湯槽温検知手段８の出力から、過去の一定期間の残湯量を把握し、残湯量ができるだけ少なくなるようにヒートポンプユニット２による沸き上げ温度を決定している。なお、過去の一定期間とは、例えば１週間や２週間などをあらわし、ある特定の期間をあらわすものではなく、適宜変更することができる。

しかしながら、残湯量に基づいて沸き上げ温度を決定すると、勝手に沸き上げ温度が低くなってしまい、風呂の沸き上げをおこなう際に熱交換器４に送られる湯の温度も低くなって、風呂追い焚きに時間がかかることになってしまうことがある。風呂追い焚きをあまり使用しない家庭では不便を感じることは少ないが、使う頻度の高い場合には非常に使い勝手が悪いものとなる。

そこで、本実施の形態では、浴槽３のお湯の保温運転時や風呂追い焚きスイッチ２０が利用者によって押されると、熱量演算記憶手段１８が、入り口追い焚き温度検出器１３および出口追い焚き温度検出器１４の検出温度と、追い焚きポンプ１０の出力から追い焚き熱量を演算し記憶し、その記憶した追い焚き熱量に基づいて、沸き上げ温度補正手段１９が沸き上げ温度を変更する補正を行っている。

図２（ａ）は、沸き上げ温度決定のフローチャート、図２（ｂ）は、保温運転のフローチャートである。まず図２（ａ）を用いて沸き上げ温度の決定について説明する。

沸き上げ温度決定手段９は、複数個の貯湯槽温検知手段８の出力を用いて残湯量を逐次検出し、その日の最少残湯量を記憶する（ステップ０１）。

そして沸き上げ開始時刻になると（ステップ０２）、最少残湯量をあらかじめ設定された湯量ＡおよびＢと比較する。まず、最少残湯量が湯量Ａ以上ならば（ステップ０３）、沸き上げ温度を前日よりも５℃下げる（ステップ０４）。なお、予め設定された湯量Ａおよび湯量Ｂは、ある特定の湯量に限定されることなく、給湯装置の性能に応じて変更およ
び修正することが可能な値である。

次に、最少残湯量が湯量Ａ以上でなければステップ０５へ進み、最少残湯量が湯量Ｂ以上、湯量Ａ未満の範囲にあるかどうかを判定する（ステップ０５）。最少残湯量が湯量Ｂ以上、湯量Ａ未満の場合は、ステップ０６へ進み、沸き上げ温度は前日のままとする。最少残湯量が湯量Ｂ未満であるならば、ステップ０７へ進み、前日の沸き上げ温度よりも５℃上げる。

次に、沸き上げ温度決定手段９により決定された沸き上げ温度に対し、沸き上げ温度補正手段１９は、熱量演算記憶手段１８の記憶内容（追い焚き熱量積算値Ｑ１）を参照し（ステップ０８）、１日の風呂の追い焚き熱量の演算積算値Ｑ１が、所定値ＱＢと比較する（ステップ０９）。Ｑ１が所定値ＱＢよりも大きければ、追い焚きが多いと判断してステップ１０へ進み、沸き上げ温度決定手段９で決定された沸き上げ温度が７５℃未満であった場合には、沸き上げ温度を７５℃に補正する（ステップ１１）。なお、沸き上げ温度決定手段９により決定された沸き上げ温度が７５℃以上であれば、充分な沸き上げ湯量が確保できるために沸き上げ温度の補正はされない。

次に、図２（ｂ）を用いて追い焚き熱量の演算積算値Ｑ１の算出方法について説明する。図２（ｂ）において、風呂追い焚き制御手段１７は浴槽３の保温および、追い焚きを行う制御手段であり、まず浴槽３に湯張りが完了し、浴槽３内の湯水の温度が低下すると保温運転に入る。

保温運転が開始されると、図１に示す矢印の方向に湯水が流れる。次に保温タイマー（図示せず）が起動する。そして、保温タイマーが所定時間を計時すれば（ステップ１３）、風呂循環ポンプ１１が駆動して（ステップ１４）、風呂循環回路１５を介して、追い焚き熱交換器４へ浴槽水を循環させる。この時、風呂温度検出器１６で浴槽水の温度ＴＢ１を検出する（ステップ１５）。

上記浴槽水の保温運転は、自動で保温する方法であるが、使用者が浴槽３の水を強制的に追い焚きしたい場合には、追い焚きスイッチ２０を押す（ステップ１２）。追い焚きスイッチ２０が押されると、保温運転タイマーのシーケンスを通らない制御動作で風呂循環ポンプ１１が駆動し、以下、自動で保温運転する場合と同様の制御動作となる。

次に、浴槽水目標湯温ＴＢＡと、現在の浴槽の水温ＴＢ１を比較し（ステップ１６）、浴槽の水温ＴＢ１が目標湯温ＴＢＡより低ければ、追い焚きポンプ１０を駆動させる（ステップ１７）。なお、浴槽水目標湯温ＴＢＡとは、使用者が操作可能なリモコン（図示せず）にて設定する浴槽内の湯水の温度から算出される値、もしくはリモコンにて設定された値であり、使用者の好みや使用状況、季節に応じて変更可能な温度である。

追い焚きポンプ１０の駆動により、貯湯槽１の風呂追い焚き往き口３１を通じて貯湯槽１内の湯が追い焚き熱交換器４に送られると同時に、風呂循環ポンプ１１の駆動によって浴槽３内の湯が追い焚き熱交換器４に送られることで風呂の追い焚き（保温運転）が行われ、熱交換された後の湯は、貯湯槽１の下方部に設けられた風呂追い焚き戻り口３２から貯湯槽１に戻される。

上記保温運転において、追い焚き熱交換器４の入口に設けた入り口追い焚き温度検出器１３により、貯湯槽１から追い焚き熱交換器４へ送られる高温湯の湯温ＴＨ１を検出するとともに（ステップ１８）、追い焚き熱交換器４出口に設けた出口追い焚き温度検出器１４により、熱交換後の貯湯槽１へ戻される低温湯の湯温ＴＨ２を検出する（ステップ１９）。

次に、湯温ＴＨ１とＴＨ２との差温と、所定値ＴＣ１とを比較して（ステップ２０）、ＴＨ１とＴＨ２との差温が所定値ＴＣ１よりも大きければ、追い焚きポンプ１０の出力Ｄの検出を行う（ステップ２１）。

そして、追い焚きポンプ１０の出力Ｄから、追い焚きポンプ１０流量Ｑすなわち追い焚き熱交換器４を流れる湯量Ｑを演算する（ステップ２２）。追い焚きポンプ１０の出力と流量の関係は図３に示すような特性となる。

次に、検出湯温ＴＨ１、ＴＨ２および追い焚きポンプ出力Ｄから求めた流量Ｑを用いて、追い焚きに必要となった熱量Ｑｗを求める（ステップ２３）。Ｑｗは、「Ｑｗ＝（ＴＨ１−ＴＨ２）×Ｑ」の式で算出することができる。

そして、追い焚き運転（保温運転）が実施される毎に、追い焚き熱量Ｑｗを積算して熱量積算値Ｑ１として記憶する（ステップ２４）。なお、追い焚き熱量Ｑｗを積算する時間は、ある日の所定の時刻Ｔ１から、次の日の所定の時刻Ｔ１までの２４時間の間とし、この２４時間の間に追い焚き運転する毎に追い焚き熱量Ｑｗを積算するものとする。この時刻Ｔ１は、ある特定の時刻に限定されることはなく、ユーザーが設定できるようにしてもよいし、設計段階である時刻を予め組み込んでおくこともできる。

追い焚き熱量を記憶した後、浴槽水温ＴＢ１検出に戻る（ステップ１５）。上記の循環を繰り返し、浴槽水温ＴＢ１が目標湯温ＴＢＡを越えれば、追い焚きポンプ１０、風呂循環ポンプ１１が停止して保温運転が終了し（ステップ２５）、保温タイマーの起動に戻る（ステップ１３）。そして、再度所定時間が経過したら保温運転を自動で行い、上記制御フローの保温運転を再度行う。なお、追い焚きポンプ１０で昇温したお湯は、一定水量の風呂循環ポンプ１１で風呂循環回路１５から浴槽３へ送られる。

以上のように、給湯量に応じて貯湯温度を調節して過不足の生じない制御をおこなう場合、少ない給湯量で貯湯温度が下がって風呂追い焚きに時間がかかる不具合を回避するために、日々の風呂追い焚きの熱量を演算することにより、風呂追い焚きを使用する家庭に対しては必要な貯湯温度を確保して利便性を損なわないようにし、風呂追い焚きの使用頻度が低い家庭の場合は高い効率で運転できるよう、低温の沸き上げ温度にすることにより、利便性と省エネルギー性を両立できる。

なお、ヒートポンプユニット２の冷凍サイクルは冷媒として二酸化炭素を用い、臨界圧を越える圧力で運転することが好ましい。二酸化炭素を冷媒として用いることで沸き上げ温度を高温にできるので、利用できる熱量の増大と湯切れ防止性を向上することができる。

（実施の形態２）
実施の形態２において、実施の形態１との相違点は、実施の形態１では沸き上げ温度の補正を追い焚き熱量の積算値Ｑ１で行うのに対して、実施の形態２では沸き上げ温度の補正を追い焚きポンプ１０の運転時間の積算値Ｔ１に応じて行う点で相違する。以下、追い焚きポンプ１０の運転時間の積算値Ｔ１に基づいて沸き上げ温度を補正する方法について説明する。

図４は本発明の実施の形態２における給湯装置の構成を示す図である。実施の形態２における給湯装置の構成において、実施の形態１の給湯装置の構成を示す図１と同じ部位に関しては、同じ番号を付してその説明を省略する。

給湯装置の構成において、実施の形態１と異なる点として、風呂追い焚き制御手段１７に、追い焚きポンプ１０運転時間Ｔ１を積算記憶させる風呂追い焚き時間記憶手段３３の機能を持たせ、追い焚き温度検出器１３、１４の検出温度と追い焚きポンプ１０の出力から追い焚き熱量を演算し記憶する熱量演算記憶手段１８を備えていない。なお、沸き上げ温度決定手段９、風呂追い焚き時間記憶手段３３、沸き上げ温度補正手段１９は制御装置２１内に設けられている。

そこで、本実施の形態では、浴槽３のお湯の保温運転時や風呂追い焚きスイッチ２０が利用者によって押されると、追い焚きポンプ１０の運転時間に応じて、沸き上げ温度補正手段１９が沸き上げ温度を変更する補正を行っている。

図５（ａ）は、沸き上げ温度決定のフローチャート、図５（ｂ）は、保温運転のフローチャートである。まず図５（ａ）を用いて沸き上げ温度の決定について説明する。

そして沸き上げ開始時刻になると（ステップ０２）、最少残湯量をあらかじめ設定された湯量ＡおよびＢと比較する。まず、最少残湯量が湯量Ａ以上ならば（ステップ０３）、沸き上げ温度を前日よりも５℃下げる（ステップ０４）。なお、予め設定された湯量Ａおよび湯量Ｂは、ある特定の湯量に限定されることなく、給湯装置の性能に応じて変更および修正することが可能な値である。

次に、沸き上げ温度決定手段９により決定された沸き上げ温度に対し、沸き上げ温度補正手段１９は、風呂追い焚き時間記憶手段３３の記憶内容（追い焚き時間積算値Ｔ１）を参照し（ステップ０８）、１日の風呂の追い焚き時間の積算値Ｔ１を、所定値ＴＢと比較する（ステップ０９）。Ｔ１が所定値ＴＢよりも大きければ、追い焚きが多いと判断してステップ１０へ進み、沸き上げ温度決定手段９で決定された沸き上げ温度が７５℃未満であった場合には、沸き上げ温度を７５℃に補正する（ステップ１１）。なお、沸き上げ温度決定手段９により決定された沸き上げ温度が７５℃以上であれば、充分な沸き上げ湯量が確保できるために沸き上げ温度の補正はされない。

次に、図５（ｂ）を用いて追い焚き時間の積算値Ｔ１の算出方法について説明する。図５（ｂ）において、風呂追い焚き制御手段１７は浴槽３の保温および、追い焚きを行う制御手段であり、まず浴槽３に湯張りが完了し、浴槽３内の湯水の温度が低下すると保温運転に入る。

保温運転が開始されると、図４に示す矢印の方向に湯水が流れる。次に保温タイマー（図示せず）が起動する。そして、保温タイマーが所定時間を計時すれば（ステップ１３）、風呂循環ポンプ１１が駆動して（ステップ１４）、風呂循環回路１５を介して、追い焚き熱交換器４へ浴槽水を循環させる。この時、風呂温度検出器１６で浴槽水の温度ＴＢ１を検出する（ステップ１５）。

次に、浴槽水目標湯温ＴＢＡと、現在の浴槽の水温ＴＢ１を比較し（ステップ１６）、浴槽の水温ＴＢ１が目標湯温ＴＢＡより低ければ、追い焚きポンプ１０を駆動させる（ステップ１７）。そして、追い焚きポンプ１０が駆動している時間を累積して風呂の追い焚き時間の積算値Ｔ１を求める（ステップ１８）。なお、浴槽水目標湯温ＴＢＡとは、使用者が操作可能なリモコン（図示せず）にて設定する浴槽内の湯水の温度から算出される値、もしくはリモコンにて設定された値であり、使用者の好みや使用状況、季節に応じて変更可能な温度である。

追い焚き時間を積算して記憶した後、浴槽水温ＴＢ１検出に戻る（ステップ１５）。上記の循環を繰り返し、浴槽水温ＴＢ１が目標湯温ＴＢＡを越えれば、追い焚きポンプ１０、風呂循環ポンプ１１が停止して保温運転が終了し（ステップ１９）、保温タイマーの起動に戻る（ステップ１３）。そして、再度所定時間が経過したら保温運転を自動で行い、上記制御フローの保温運転を再度行う。なお、追い焚きポンプ１０で昇温したお湯は、一定水量の風呂循環ポンプ１１で風呂循環回路１５から浴槽３へ送られる。

以上のように、給湯量に応じて貯湯温度を調節して過不足の生じない制御をおこなう場合、少ない給湯量で貯湯温度が下がって風呂追い焚きに時間がかかる不具合を回避するために、日々の風呂追い焚きの時間を積算することにより、風呂追い焚きを使用する家庭に対しては必要な貯湯温度を確保して利便性を損なわないようにし、風呂追い焚きの使用頻度が低い家庭の場合は高い効率で運転できるよう、低温の沸き上げ温度にすることにより、利便性と省エネルギー性を両立できる。

以上のように、本発明はヒートポンプ式の貯湯式温水器に限らず、電気、ガス、石油、燃料電池などいずれの熱源方式においても、同様の風呂追い焚き方法を適用することができる。

本発明の実施の形態１における給湯装置の構成図（ａ）沸き上げ温度決定フローチャート（ｂ）保温運転のフローチャート追い焚きポンプの流量特性図本発明の実施の形態２における給湯装置の構成図（ａ）沸き上げ温度決定フローチャート（ｂ）保温運転のフローチャート従来の給湯装置の構成図

１貯湯槽
２ヒートポンプユニット
３浴槽
４追い焚き熱交換器
８貯湯槽温検知手段
９沸き上げ温度決定手段
１０追い焚きポンプ
１１風呂循環ポンプ
１２追い焚き循環回路
１３入り口追い焚き温度検出器
１４出口追い焚き温度検出器
１５風呂循環回路
１６風呂温度検出器
１７風呂追い焚き手段
１８熱量演算記憶手段
１９沸き上げ温度補正手段
２０風呂追い焚きスイッチ
２１制御装置
２２沸き上げよう循環ポンプ
２３ヒートポンプ往き口
２４ヒートポンプ戻り口
２５給湯口
２６給水配管
２７湯水混合弁
２８給湯栓
２９給水配管
３１風呂追い焚き往き口
３２風呂追い焚き戻り口
３３風呂追い焚き時間記憶手段

Claims

湯水を貯える貯湯槽と、前記貯湯槽に貯えた湯水を加熱する加熱手段と、前記加熱手段による湯水の沸き上げ温度を決定する沸き上げ温度決定手段と、浴槽と、前記貯湯槽に貯えた高温湯と前記浴槽内の湯水とを熱交換して追い焚きを行う風呂追い焚き手段と、前記貯湯槽内の高温湯を前記風呂追い焚き手段を介して循環させる風呂追い焚きポンプと、前記浴槽内の湯水を前記風呂追い焚き手段を介して循環させる風呂循環ポンプと、前記浴槽内の湯水が前記風呂追い焚き手段を介して循環する風呂循環回路に配設され、前記浴槽内の湯水の温度を検出する風呂温度検出器と、前記貯湯槽から前記追い焚き熱交換器へ送られる湯の湯温を検出する温度検出器と、前記追い焚き熱交換器にて熱交換され前記貯湯槽へ戻される湯温を検出する温度検出器と、リモコンと、制御手段とを備え、前記制御手段は、前記風呂温度検出器の検出温度が前記リモコンにて設定された前記浴槽内の湯水の目標湯温より低い場合に、前記風呂追い焚きポンプを運転開始させるとともに、前記貯湯槽から前記追い焚き熱交換器へ送られる湯の湯温と前記追い焚き熱交換器にて熱交換され前記貯湯槽へ戻される湯温との温度差と、前記風呂追い焚きポンプが運転することで前記風呂追い焚き手段を流れる流量との積から、前記風呂追い焚きポンプにて前記風呂追い焚き手段を介して循環された前記貯湯槽内から高温湯が、前記風呂追い焚き手段で前記浴槽内の湯水に与えた熱量を演算して記憶する熱量演算記憶手段と、前記熱量演算記憶手段に記憶された熱量に基づいて沸き上げ温度を補正する沸き上げ温度補正手段とを有し、前記熱量演算記憶手段に記憶された熱量が、予め設定された所定熱量以上のとき、前記沸き上げ温度補正手段で前記加熱手段による湯水の沸き上げ温度を補正することを特徴とする給湯装置。
湯水を貯える貯湯槽と、前記貯湯槽に貯えた湯水を加熱する加熱手段と、前記加熱手段による湯水の沸き上げ温度を決定する沸き上げ温度決定手段と、浴槽と、前記貯湯槽に貯えた高温湯と前記浴槽内の湯水とを熱交換して追い焚きを行う風呂追い焚き手段と、前記貯湯槽内の高温湯を前記風呂追い焚き手段を介して循環させる風呂追い焚きポンプと、前記浴槽内の湯水を前記風呂追い焚き手段を介して循環させる風呂循環ポンプと、前記浴槽内の湯水が前記風呂追い焚き手段を介して循環する風呂循環回路に配設され、前記浴槽内の湯水の温度を検出する風呂温度検出器と、リモコンと、制御手段とを備え、前記制御手段は、前記風呂温度検出器の検出温度が前記リモコンにて設定された前記浴槽内の湯水の目
標湯温より低い場合に、前記風呂追い焚きポンプを運転開始させるとともに、前記風呂追い焚きポンプの運転時間を記憶する風呂追い焚き時間記憶手段と、前記風呂追い焚き時間記憶手段に記憶された時間に基づいて沸き上げ温度を補正する沸き上げ温度補正手段とを有し、前記風呂追い焚き時間記憶手段に記憶された時間が、予め設定された所定時間以上のとき、前記沸き上げ温度補正手段で前記加熱手段による湯水の沸き上げ温度を補正することを特徴とする給湯装置。
前記加熱手段にヒートポンプを用いたことを特徴とする請求項１または２に記載の給湯装置。
前記ヒートポンプの高圧側が臨界圧力以上とすることを特徴とする請求項３に記載の給湯装置。