JP6019861B2 - 給湯装置 - Google Patents

Description

この発明は給湯装置に関する。特に高温の湯を給湯する経路と、当該高温の湯を低温の水と混合して給湯する経路との二系統の経路を有する給湯装置に関する。

下掲の特許文献１には、貯湯タンクの湯を直接出湯する高温給湯経路と、貯湯タンクの湯と貯湯タンク外から供給される水とを混合して出湯する混合給湯経路との二系統が備えられ、ヒートポンプによって加熱された高温の湯を貯湯する貯湯式給湯機が開示されている。そして、高温給湯経路に接続される給湯端末（例えば食器洗い機）の洗浄能力を確保するため、タンク内湯温が低下して高温の湯が供給できないときに高温給湯経路への出湯を停止する。さらにタンク内湯温が低下した場合、混合給湯経路からの出湯も停止する。

なお、本願に関連する技術を開示するものとして、特許文献２も下掲する。

特開２０１１−１８５５１９号公報 特開２００９−２５７６１８号公報

特許文献１で紹介された技術では、タンク内湯温が低下して高温給湯経路への出湯が停止されても、混合給湯経路からの出湯は可能である。しかしながら、高温給湯経路から給湯される湯と、混合給湯経路から給湯される湯との用途に鑑みれば、前者は後者に代替されにくい。食器洗い機などは高温給湯経路から給湯される湯が必要であり、また、単なる低温水との混合では温度低下は可能であっても、温度上昇はできないからである。他方、後者は単なる低温水で代替できる用途に供される場合が多い（例えば手洗いなど）。

もちろん、食器洗い機に別途に加熱手段を設け、混合給湯経路から給湯される湯を当該加熱手段によって加熱し、以て食器洗い機への使用に供することも可能ではあろう。しかしながらかかる加熱手段による加熱は新たなエネルギーの消費を必要とする観点で望ましくない。かかる観点に鑑みれば、特許文献１で示された技術は、高温給湯経路に接続される給湯端末の洗浄能力自体は確保できたとしても、当該給湯端末の利用効率を確保できるものとは言い難い。

特にヒートポンプを採用した貯湯式給湯器では、電気抵抗を利用した加熱よりもヒートポンプの方が加熱効率が高いので、ヒートポンプによって湯水を加熱することが望ましい。

よって本願発明はヒートポンプを用いた給湯装置によって、高温の温水を必要とする設備、例えば食器洗浄機を利用する際、ヒートポンプ以外の熱源によって別途に加熱して当該装置へと給湯する必要性を低下させることを目的とする。

この発明にかかる給湯装置は、ヒートポンプ（９）と、貯湯タンク（１）と、高温給湯経路（２０）と、中温給湯経路（３０，３２，３３）と、高温水バルブ（２１）と、中温水バルブ（３１）と、バルブコントローラ（４）とを備える。

前記貯湯タンクは前記ヒートポンプによって加熱された温水を蓄える。前記高温給湯経路は、前記貯湯タンクに蓄えられた前記温水を前記温水の上部から取得して直接に給湯する。前記中温給湯経路は、前記貯湯タンクに蓄えられた前記温水を前記温水の上部から取得し、取得された当該温水を、前記貯湯タンクとは別個に取得される低温水と混合して給湯する。前記高温水バルブは前記高温給湯経路上に設けられ、前記中温水バルブは前記中温給湯経路上に設けられる。前記バルブコントローラはバルブ閉鎖処理（Ｓ２〜Ｓ５；Ｓ３３，Ｓ２３）を行う。

この発明の第１の態様にかかる給湯装置において、前記バルブ閉鎖処理では、前記貯湯タンクに蓄えられた熱量が第１閾値よりも低下した場合に前記高温水バルブを開けたまま前記中温水バルブを閉じ、前記第１閾値よりも低い第２閾値よりも前記熱量が低下した場合に前記高温水バルブと前記中温水バルブの両方を閉じる。

そして、前記バルブコントローラ（４）は、所定条件下（Ｓ６）で前記中温水バルブ及び前記高温水バルブを開くバルブ開放処理（Ｓ７）を更に行う。

前記所定条件は、前記高温給湯経路からの給湯量が所定量以下であること（Ｓ６）である。

この発明にかかる給湯装置の第４の態様において、前記バルブ閉鎖処理では、前記貯湯タンクの第１位置における前記温水の温度たる第１温度（Ｔｈ１）が第１閾値（ＴＣ＋α）以下である場合（Ｓ３２）に前記中温水バルブを閉じ、前記貯湯タンクで前記第１位置と同じ、もしくは前記第１位置よりも高い第２位置における前記温水の温度たる第２温度（Ｔｈ２）が前記第１閾値よりも低い第２閾値（ＴＣ）以下である場合に（Ｓ２２）前記高温水バルブと前記中温水バルブの両方を閉じる。

そして、前記バルブコントローラ（４）は、前記中温水バルブ（３１）が閉じられた後、前記第１温度が前記第１閾値よりも高い第３閾値（ＴＨ＋β）以上であること（Ｓ３４）を条件として、前記中温水バルブを開く中温水バルブ開放処理（Ｓ３１）を更に行う。

そして、前記バルブコントローラ（４）は、前記高温水バルブ（２１）が閉じられた後、前記第２温度が前記第１閾値よりも高く前記第３閾値よりも低い第４閾値（ＴＨ）以上であること（Ｓ２４）を条件として、前記高温水バルブを開く高温水バルブ開放処理（Ｓ２１）を更に行う。

この発明にかかる給湯装置の第３の態様は、その第２の態様であって、前記第１位置は、前記高温給湯経路からの給湯量が多いほど低く設定される。
この発明にかかる給湯装置の第４の態様において、前記バルブ閉鎖処理では、前記貯湯タンクの第１位置における前記温水の温度たる第１温度（Ｔｈ１）が第１閾値（ＴＣ＋α）以下である場合（Ｓ３２）に前記中温水バルブを閉じ、前記貯湯タンクで前記第１位置と同じ、もしくは前記第１位置よりも高い第２位置における前記温水の温度たる第２温度（Ｔｈ２）が前記第１閾値よりも低い第２閾値（ＴＣ）以下である場合に（Ｓ２２）前記高温水バルブと前記中温水バルブの両方を閉じる。そして前記第１位置は、前記高温給湯経路からの給湯量が多いほど低く設定される。

この発明にかかる給湯装置の第５の態様は、その第２乃至第４の態様のいずれかであって、前記中温水バルブを閉じるときには前記加熱手段による加熱が実行される。

この発明にかかる給湯装置の第６の態様は、その第１乃至第５の態様のいずれかであって、前記中温給湯経路は、第１経路（３３）と、第２経路（３２）と、接続部（３４）とを有する。前記第１経路（３３）は、前記貯湯タンクに蓄えられた前記温水を前記温水の上部から取得する。前記第２経路は前記低温水を取得する。前記接続部は前記第１経路と前記第２経路とを接続する。

そして前記中温水バルブ（３１）は前記接続部に対して下流側で前記中温給湯経路（３０）上に設けられる。

この発明にかかる給湯装置の第７の態様は、その第１の態様であって、測温手段（５）と熱量計算手段（６）とを更に備える。

前記測温手段は、前記貯湯タンクに蓄えられた前記温水の温度を測定する。前記熱量計算手段は、前記測温手段に基づいて前記熱量を計算する。

この発明にかかる給湯装置の第１の態様によれば、貯湯タンクの熱量が低下しても、高温給湯経路の流量が低減する前に、中温給湯経路の流量が低減するので、高温給湯経路からの給湯が優先的に確保される。これは高温の温水を必要とする装置、例えば食器洗浄機の利用において、別途に加熱して当該装置へと給湯する必要性を低下させる。

そして、一旦、バルブ閉鎖処理が行われても、貯湯タンクの熱量以外の条件によってバルブが再び開放される。それにより、高温の給湯、中温の給湯が可能となる。

そして、貯湯タンクの熱量が低くても、高温給湯経路からの給湯量が低い場合、高温の温水を必要とする装置への給湯はもとより、中温給湯経路からの給湯も不足しない。よってこの場合にバルブ開放処理を行うことによって快適な給湯を得ることができる。

この発明にかかる給湯装置の第２の態様及び第４の態様によれば、貯湯タンクの温水の温度が低下しても、高温給湯経路の流量が低減する前に、中温給湯経路の流量が低減するので、高温給湯経路からの給湯が優先的に確保される。

特に第２の態様によれば、一旦、バルブ閉鎖処理が行われても、貯湯タンク１内の温水の温度上昇に応答して、高温の給湯、中温の給湯が可能となる。

この発明にかかる給湯装置の第３の態様及び第４の態様によれば、温水の使用量に鑑みた湯切れの防止を行うことができる。

この発明にかかる給湯装置の第５の態様によれば、起動してから定格能力を出力する安定状態に達するまでに時間がかかるヒートポンプによる加熱を用いても、早期に貯湯タンクの熱量を確保することができる。

この発明にかかる給湯装置の第７の態様によれば、バルブ閉鎖処理を行うか否かの判断基準となる熱量が推定される。

この発明の第１の実施の形態及び第２の実施の形態にかかる給湯装置の構成を例示するブロック図である。 ヒートポンプの構成を例示するブロック図である。 この発明の第１の実施の形態にかかる給湯装置の動作を例示するフローチャートである。 この発明の第２の実施の形態にかかる給湯装置の一の動作を例示するフローチャートである。 この発明の第２の実施の形態にかかる給湯装置の他の動作を例示するフローチャートである。 この発明の第２の実施の形態にかかる給湯装置の動作を例示するフローチャートである。 この発明の第２の実施の形態にかかる給湯装置の動作を例示するフローチャートである。

図１はこの発明の第１の実施の形態及び第２の実施の形態にかかる給湯装置の構成を例示するブロック図である。図中、白抜き矢印は、湯（あるいは水）が流れる向きを示す。

当該給湯装置は、貯湯タンク１と、高温給湯経路２０と、中温給湯経路３０とを備える。

貯湯タンク１には往き配管１１及び戻り配管１２によってヒートポンプ９が接続される。往き配管１１を経由して貯湯タンク１の下部の水が取得されてヒートポンプ９によって加熱され、戻り配管１２を経由して貯湯タンク１の上部に供給される。つまり貯湯タンク１はヒートポンプ９によって加熱された温水が蓄えられている、と把握することができる。

図２はヒートポンプ９の構成を例示するブロック図である。ヒートポンプ９は、熱交換器９１、減圧機構９２、蒸発器９３、圧縮機９４を有する冷媒サイクルを備えている。熱交換器９１は冷凍サイクル側の配管（これは凝縮器として機能する）と、往き配管１１及び戻り配管１２と接続された配管とを有している。これら一対の配管同士の間で熱交換が行われることにより、貯湯タンク１に蓄えられる温水がヒートポンプ９によって加熱される。

貯湯タンク１は密閉されるのでその上部における湯温が下部における湯温よりも高い。よって貯湯タンク１の上部はヒートポンプ９で加熱された湯温がほぼ維持され、貯湯タンク１内では上部から下部に向かう温度勾配が維持される。

高温給湯経路２０は、貯湯タンク１に蓄えられた温水を当該温水の上部から取得して直接に給湯する。高温給湯経路２０上には高温水バルブ２１が設けられる。高温給湯経路２０上には高温水バルブ２１よりも下流側に、高温の温水を必要とする装置、例えば食器洗浄機７が接続されている。よって高温水バルブ２１を開けることによって、貯湯タンク１に蓄えられた温水のうち高温の部分が高温給湯経路２０を経由して食器洗浄機７に供給される。また高温水バルブ２１を閉じることによって、貯湯タンク１から食器洗浄機７への温水の供給が停止される。

中温給湯経路３０は、貯湯タンク１に蓄えられた温水の高温の部分と、貯湯タンク１とは別個に取得される低温水と混合して給湯する。

第１経路３３は、貯湯タンク１に蓄えられた温水を当該温水の上部から取得する。第２経路３２は低温水を取得する。接続部３４は第１経路３３と第２経路３２とを接続し、温水と低温水とを所望の割合で混合して中温給湯経路３０へ与える。よって中温給湯経路３０のみならず、第１経路３３、第２経路３２、接続部３４をも含めて広義の中温給湯経路と把握することもできる。広義の中温給湯経路上には中温水バルブ３１が設けられる。ここでは中温水バルブ３１は広義の中温給湯経路のうち、接続部３４に対して下流側、つまり中温給湯経路３０上に設けられる。

なお、接続部３４には例えば混合弁を採用することで、上記の機能を果たすことができる。この混合弁の開度を変えることにより、所望の割合に応じることができるので、所望の、例えば不図示のリモートコントローラで設定される温度で中温給湯経路３０から当該温度の湯を得ることができる。

中温水バルブ３１に対して貯湯タンク１とは反対側の（広義の）中温給湯経路上には、中温の温水を必要とする装置、例えば温水用蛇口８が接続されている。よって中温水バルブ３１を開けることによって、貯湯タンク１に蓄えられた温水のうち高温の部分が低温水と混合して温水用蛇口８に供給される。また中温水バルブ３１を閉じることによって、温水用蛇口８への温水の供給は停止される。

第２経路３２は外部から、例えば給水経路たる市水管１０から低温水を得る。当該低温水は貯湯タンク１の下部にも低温水を供給し、貯湯タンク１内は湯水によって満水になっている。

バルブコントローラ４は、後述するバルブ閉鎖処理や、バルブ開放処理を高温水バルブ２１及び中温水バルブ３１に対して行う。このような処理を行うことは、図１においてバルブコントローラ４から高温水バルブ２１及び中温水バルブ３１に向かう破線矢印で示されている。

また、バルブコントローラ４が、上述した接続部３４の混合弁の開度の制御を行ってもよい。

第１の実施の形態．
第１の実施の形態では、バルブ閉鎖処理、バルブ開放処理は貯湯タンク１内の熱量に基づいており、当該熱量は、貯湯タンクに蓄えられた温水の温度に基づいて、熱量計算手段６が計算する。バルブ閉鎖処理を行うか否かの判断基準となる熱量が推定されるのである。熱量計算手段６からバルブコントローラ４に向かう矢印は、上記の熱量についての情報が伝達されることを示している。

当該温度は、貯湯タンク１に設けられた測温手段５によって測定される。例えば測温手段５は貯湯タンク１の側壁において高さを異ならせて配置された複数のサーミスタ５０，５１，５２，…、５ｍである。サーミスタ５０，５１，５２，…、５ｍはこの順に貯湯タンク１の下方へと配置される。サーミスタ５０はサーミスタ５１，５２，…，５ｍのいずれよりも高い位置で貯湯タンク１に設けられ、具体的には例えば貯湯タンク１の最上部（いわゆる「缶体上」）に設けられる。

測温手段５による温度測定や、熱量計算手段６による熱量計算は周知の技術によって容易に実現されるので、ここでは説明を省略する。

バルブコントローラ４によるバルブ閉鎖処理は、次の二つのステップを含む。まず第１に、貯湯タンク１に蓄えられた熱量が、第１閾値よりも低下した場合に高温水バルブ２１を開けたまま中温水バルブ３１を閉じる。そして貯湯タンク１に蓄えられた熱量が、第１閾値よりも低い第２閾値よりも熱量が低下した場合に、中温水バルブ３１を閉じたまま高温水バルブも閉じる。

このようなバルブ閉鎖処理により、高温給湯経路２０からの給湯が優先的に確保される。これは高温の温水を必要とする装置、例えば食器洗浄機７の利用において、別途に加熱して当該装置へと給湯する必要性を低下させる点で望ましい。もちろん別途の加熱を採用しても良いが、その場合でも当該別途の加熱に要求されるエネルギー消費が低減される。

バルブコントローラ４によるバルブ開放処理は、所定条件下では中温水バルブ及び高温水バルブを開く処理である。一旦、バルブ閉鎖処理が行われても、貯湯タンク１の熱量以外の条件によってバルブが再び開放される。それにより、高温の給湯、中温の給湯が可能となる。

熱量計算手段６はバルブコントローラ４とともに、あるいは個別に構成される。当該構成の一例としてマイクロコンピュータと記憶装置を含んだ構成を選択することができる。マイクロコンピュータは、プログラムに記述された各処理ステップ（換言すれば手順）を実行する。上記記憶装置は、例えばＲＯＭ(Read Only Memory)、ＲＡＭ(Random Access Memory)、書き換え可能な不揮発性メモリ（ＥＥＰＲＯＭ(Erasable Programmable ROM)等）、ハードディスク装置などの各種記憶装置の１つ又は複数で構成可能である。当該記憶装置は、各種の情報やデータ等を格納し、またマイクロコンピュータが実行するプログラムを格納し、また、プログラムを実行するための作業領域を提供する。なお、マイクロコンピュータは、プログラムに記述された各処理ステップに対応する各種手段として機能するとも把握でき、あるいは、各処理ステップに対応する各種機能を実現するとも把握できる。また、熱量計算手段６及び／又はバルブコントローラ４はこれに限らず、実行する各種手順、あるいは実現される各種手段又は各種機能の一部又は全部をハードウェアで実現しても構わない。

図３は、この発明の一実施の形態にかかる給湯装置の動作を例示するフローチャートである。当該フローチャートはその終了（図中「ＥＮＤ」）後、改めて開始（図中「ＳＴＡＲＴ」）から再実行される。

まずステップＳ１において熱量算出処理が行われる。これは上述のように、測温手段５による温度測定に基づいて、熱量計算手段６が貯湯タンク１内の熱量を算出する処理である。

次にステップＳ２において、当該熱量が第１閾値未満であるかどうかが判断される。貯湯タンク１における熱量が第１閾値以上であれば、高温給湯経路２０から食器洗浄機７へと温水を供給しても、貯湯タンク１において上部の温水が消費し尽くされる、いわゆる湯切れが発生しそうにはないと判断されるのである。従って、ステップＳ２の判断結果が否定的である場合にはステップＳ７へと処理が進み、高温水バルブ２１、中温水バルブ３１のいずれもが開放される。

他方、ステップＳ２において、貯湯タンク１における熱量が第１閾値未満であるとの肯定的判断がなされれば、ステップＳ３へと処理が進み、中温水バルブ３１が閉鎖される。つまりステップＳ３は上述のバルブ閉鎖処理の一部である。このように温水用蛇口８への温水の供給を止めてでも、高温給湯経路２０から食器洗浄機７への（高温の）温水を供給し続けることにより、別個の加熱手段を用いることなく食器洗浄機７の利用効率が高められる。

この際、ステップＳ３においては、ヒートポンプ９による加熱処理が実行されることが望ましい。ヒートポンプ９は、起動してから定格能力を出力する安定状態に達するまでに時間がかかる。このため、中温水バルブ３１と高温水バルブ２１の両方を閉じてからヒートポンプ９による加熱を開始するよりも、中温水バルブ３１が閉じられた時点で当該加熱を開始することが、早期に貯湯タンク１の熱量を確保する観点で望ましい。更に言えば、中温水バルブ３１と高温水バルブ２１の両方が閉じているということは全く湯水が使えない状態であるので、そのようになる前に熱量を確保する（加熱を開始する）ことが望ましい。

ステップＳ３におけるバルブ閉鎖処理が行われた後、ステップＳ４へと処理が進み、当該熱量が第２閾値未満であるかどうかが判断される。ステップＳ４の判断結果が否定的であれば、中温給湯経路３０から温水用蛇口８へと温水を供給しても、貯湯タンク１において上部の温水が消費し尽くされる、いわゆる湯切れが発生しそうにはないと推測し、ステップＳ１へと処理が戻り、再び熱量を考慮したバルブ閉鎖処理の要否が検討される。上述のように当該フローチャートは繰り返し実行されることに鑑みれば、ステップＳ４の判断結果が否定的である場合には当該フローチャートに則った処理が一旦修了しても良い。

例えば、一旦ステップＳ２において肯定的判断結果が得られてステップＳ３において進み、中温水バルブ３１が閉鎖された場合を考える。このとき、上述のようにヒートポンプ９による加熱処理が伴えば、ステップＳ４において否定的判断結果が得られてステップＳ１が再度実行される時点では、熱量が増大してステップＳ２における判断結果は否定的（熱量が第１閾値以上）になるかもしれない。この場合、ステップＳ７へと処理が進み、閉じられていた中温水バルブ３１が開放される。

ステップＳ４の判断結果が肯定的である場合にはステップＳ５へ進み、高温水バルブ２１も閉じられる。これにより、特許文献１に記載された技術と類似して、食器洗浄機７の洗浄能力が確保されることになる。

但し、所定条件下においては高温水バルブ２１を開いてもよい場合がある。そのような場合にはステップＳ７に処理を進め、高温水バルブ２１を開き、あるいは更に中温水バルブ３１をも開いても良い。図３に例示されたフローチャートでは、当該所定条件の他の例として、「所定期間にわたって高温の温水を使用した」ことを挙げている。ステップＳ６においてかかる使用の有無が判断され、使用した場合（肯定的判断結果「Ｙ」）には湯切れの懸念が解消されないので、処理が一旦終了する（あるいはステップＳ１へと処理が戻る）。

ステップＳ６において否定的な判断結果（「Ｎ」）が得られれば、湯切れの懸念がないと判断してステップＳ７に処理が進む。

このように高温給湯経路２０からの給湯量が所定量以下であれば、貯湯タンク１の熱量が低くても、高温の温水を必要とする食器洗浄機７への給湯はもとより、中温給湯経路３０からの給湯も不足しない。よってこの場合にバルブ開放処理を行うことによって快適な給湯を得ることができる。

第２の実施の形態．
食器洗浄機７に対して高温の温水を供給する観点からは、貯湯タンク１の上部において温水の温度は高い方が望ましい。そこで、当該実施の形態では、貯湯タンク１における各部の温度を判断基準として中温水バルブ３１と高温水バルブ２１の閉鎖及び開放を行う技術を提示する。なお食器洗浄機７に加熱手段が設けられている場合、当該加熱手段におけるエネルギーの消費軽減を目指すべきであり、この観点からは、貯湯タンク１における各部の温度よりも、ステップＳ２、Ｓ４における判断基準とした貯湯タンク１における熱量を、バルブ閉鎖処理の判断基準として採用することがより望ましい。

図４及び図５は、第１位置設定制御についての異なる動作を示すフローチャートである。これらにおいて第１位置は第２位置と同じ、もしくは第２位置よりも低い位置に設定される。換言すれば第２位置は第１位置と同じ、もしくは第１位置よりも高い。例えば第２位置として貯湯タンク１の最上部を設定する。よって第２位置における温度はサーミスタ５０が測定する温水の温度であり、これを第２温度Ｔｈ２とする。また、第１位置における温度を第１温度Ｔｈ１とする。

貯湯タンク１において温水は、上方から下方に向かって低下する温度勾配を有するので、Ｔｈ１≦Ｔｈ２の関係がある。

温度Ｔｈ１は、第１位置がどこに設定されるかにより、サーミスタ５０，５１，５２，…，５ｍのどれによって測定されるかが異なる。

図４及び図５において、第１位置設定制御についてのフローチャートにおいて、ステップＳ１１ではユーザによって高温水確保の設定の有無が確認される。当該設定は高温水として要望する湯水の量を、ユーザが行う設定である。そのようなユーザによる設定がなければ、ステップＳ１１の判断結果は否定的であり、処理はステップＳ１３（図４に示された動作の場合）あるいはステップＳ１２（図５に示された動作の場合）に進む。

ステップＳ１３では、湯切れを回避するために第１位置は第２位置よりも低い所定位置に設定される。これにより温水の使用量に鑑みた、湯切れの防止を行うことができる。例えば第１位置は、貯湯タンク１の容積が４６０Ｌであれば、貯湯タンク１の上方から１５０Ｌの容積を得る位置に設定される。もちろん、温度Ｔｈ１を測定すべく、第１位置はサーミスタ５１，５２，…，５ｍのいずれかから予め選定されたものの位置に設定される。

ステップＳ１２では、第１実施の形態のステップＳ６と類似して、所定期間にわたって使用された高温の温水の量に応じて第１位置が設定される。当該温水の量が多いほど、湯切れの可能性が高い。よって処理がステップＳ１３へと進み、当該温水の量が多いほど第１位置は低く設定されることになる。極端な例として、所定期間にわたって高温の温水を使用しなかった場合には、湯切れの可能性が低い。この場合には第１位置を第２位置に設定してもよい。つまり温度Ｔｈ１は温度Ｔｈ２と等しくなる。

ステップＳ１１の判断結果が肯定的であれば、ユーザが高温水として要望する湯水の量の設定を行う。即ち、処理はステップＳ１５へ進み、ユーザが第１位置を設定する。具体的にはサーミスタ５０，５１，５２，…，５ｍの内の一つを、温度Ｔｈ１を測定するものとして特定する。第１位置は第２位置と同じ場所に設定することができる。これは第２位置が貯湯タンク１の最上部よりも低い場合に、例えばサーミスタ５１が設けられる位置を第２位置とする場合にあり得る設定である。

このように第２位置は必ずしも貯湯タンク１の最上部に設定する必要はない。しかし、実際上、高温の温水の確保の有無に従ってバルブの制御を行うには、第２位置は貯湯タンク１の最上部に設定する。以下、第２位置はかかる位置にあるとして説明を行う。

図６は高温水バルブ２１を制御する処理を示すフローチャートであり、図７は中温水バルブ３１を制御する処理を示すフローチャートである。

ステップＳ２１では高温水バルブ２１を開き、ステップＳ３１では中温水バルブ３１を開く。ステップＳ２２では第２温度Ｔｈ２が閾値ＴＣ以下であるか否かが判断される。ステップＳ２２の判断結果が肯定的であれば、処理はステップＳ２３に進み、高温水バルブ２１が閉鎖される。当該判断結果が否定的であればステップＳ２１、Ｓ２２の処理が繰り返される。ステップＳ３２では第１温度Ｔｈ１が閾値ＴＣ＋α（α＞０）以下であるか否かが判断される。ステップＳ３２の判断結果が肯定的であれば、処理はステップＳ３３に進み、中温水バルブ３１が閉鎖される。当該判断結果が否定的であればステップＳ３１、Ｓ３２の処理が繰り返される。ここで例えばＴＣ＝４５℃であり、α＝１℃である。

上述のように、Ｔｈ１≦Ｔｈ２の関係があるので、Ｔｈ１＞ＴＣ＋αであればＴｈ２＞ＴＣであり、ステップＳ２２，Ｓ３２の判断結果はいずれも否定的となり、中温水バルブ３１も高温水バルブ２１も開放されたままである。

もしステップＳ２２の判断結果が否定的であり、Ｔｈ２＞ＴＣであっても、ＴＣ＋α＞Ｔｈ２＞ＴＣ≧Ｔｈ１となる場合がある。この場合には、第２位置に対応する位置における位置までは温度ＴＣより高い温水は確保されているが、第１位置に対応する位置までは温度ＴＣより温度が高い温水は確保されていない可能性がある。この場合、ステップＳ３２の判断結果は肯定的となり、高温水バルブ２１は閉じられず、中温水バルブ３１が閉じられる。

上述のように貯湯タンク１の温水は上方から消費されるので、中温水バルブ３１が閉じられる時点では、必ず高温水バルブ２１は開放されている。

更に貯湯タンク１の温水が消費されると、第２温度Ｔｈ２も低下し、Ｔｈ２≦ＴＣとなれば、ＴＣ＋α＞ＴＣ≧Ｔｈ２≧Ｔｈ１が成立するので、ステップＳ２２、Ｓ３２のいずれの判断も肯定的となり、ステップＳ２３、３３によって高温水バルブ２１及び中温水バルブ３１のいずれも閉じられる。

このようにして、貯湯タンク１の温水が消費されるにつれ、高温水バルブ２１が閉じられるよりも前に中温水バルブ３１が閉じられる。よって貯湯タンク１が格納する温水の温度が低下しても、高温給湯経路２０の流量が低減する前に、中温給湯経路３０の流量が低減するので、高温給湯経路２０からの給湯が優先的に確保される。

中温水バルブ３１が閉じられた後、ステップＳ３４が実行され、第１温度Ｔｈ１がＴＨ＋β（＞ＴＣ＋α：ＴＨ＞ＴＣ）以上であるか否かが判断される。当該判断結果が肯定的であれば、ステップＳ３１へと処理が戻り、中温水バルブ３１を開く。当該判断結果が否定的であれば、ステップＳ３３，Ｓ３４が繰り返し実行される。

高温水バルブ２１が閉じられた後、ステップＳ２４が実行され、第２温度Ｔｈ２がＴＣ以上であるか否かが判断される。当該判断結果が肯定的であれば、ステップＳ２１へと処理が戻り、高温水バルブ２１を開く。当該判断結果が否定的であれば、ステップＳ２３，Ｓ２４が繰り返し実行される。

ＴＨ＝ＴＣとせず、ＴＨ＞ＴＣとすることにより、高温水バルブ２１及び中温水バルブ３１の閉鎖／開放についてのハンチングの発生を抑制できる。例えばＴＨ＝４９℃、β＝１℃である。

このようなステップＳ２４，Ｓ２１及びステップＳ３４，Ｓ３１の処理により、一旦、バルブ閉鎖処理が行われても、貯湯タンク１内の温水の温度上昇に応答して、高温の給湯、中温の給湯が可能となる。

但し、ステップＳ１２において第１の位置を第２の位置に設定し、第２位置が貯湯タンク１の最上部に選定されている場合、上記のステップＳ３２において例外的にα＝０と設定することができる。これにより高温の温水の確保の為の、バルブの閉鎖／開放の処理が実質的に無効化されることになる。

なお、第２の実施の形態においても、第１の実施の形態と同様に、中温水バルブ３１を閉じるときにはヒートポンプ９による加熱を実行することが望ましい。

１ 貯湯タンク
１０ 市水管（給水経路）
２０ 高温給湯経路
２１ 高温水バルブ
３０ 中温給湯経路
３１ 中温水バルブ
３３ 第１経路
３２ 第２経路
３４ 接続部
４ バルブコントローラ
５ 測温手段
６ 熱量計算手段
９ ヒートポンプ（加熱手段）

Claims (7)

1. ヒートポンプ（９）と、
   前記ヒートポンプによって加熱された温水を蓄える貯湯タンク（１）と、
   前記貯湯タンクに蓄えられた前記温水を前記温水の上部から取得して直接に給湯する高温給湯経路（２０）と、
   前記貯湯タンクに蓄えられた前記温水を前記温水の上部から取得し、取得された当該温水を、前記貯湯タンクとは別個に取得される低温水と混合して給湯する中温給湯経路（３０，３２，３３）と、
   前記高温給湯経路上に設けられる高温水バルブ（２１）と、
   前記中温給湯経路上に設けられる中温水バルブ（３１）と、
   前記貯湯タンクに蓄えられた熱量が第１閾値よりも低下した場合に前記高温水バルブを開けたまま前記中温水バルブを、前記第１閾値よりも低い第２閾値よりも前記熱量が低下した場合に前記高温水バルブと前記中温水バルブの両方を、それぞれ閉じるバルブ閉鎖処理（Ｓ２〜Ｓ５）と、所定条件下（Ｓ６）で前記中温水バルブ及び前記高温水バルブを開くバルブ開放処理（Ｓ７）とを行うバルブコントローラ（４）と
   を備え、前記所定条件は、前記高温給湯経路からの給湯量が所定量以下であること（Ｓ６）である、給湯装置。
2. ヒートポンプ（９）と、
   前記ヒートポンプによって加熱された温水を蓄える貯湯タンク（１）と、
   前記貯湯タンクに蓄えられた前記温水を前記温水の上部から取得して直接に給湯する高温給湯経路（２０）と、
   前記貯湯タンクに蓄えられた前記温水を前記温水の上部から取得し、取得された当該温水を、前記貯湯タンクとは別個に取得される低温水と混合して給湯する中温給湯経路（３０，３２，３３）と、
   前記高温給湯経路上に設けられる高温水バルブ（２１）と、
   前記中温給湯経路上に設けられる中温水バルブ（３１）と、
   前記貯湯タンクの第１位置における前記温水の温度たる第１温度（Ｔｈ１）が第１閾値（ＴＣ＋α）以下である場合（Ｓ３２）に前記中温水バルブを、前記貯湯タンクで前記第１位置と同じ、もしくは前記第１位置よりも高い第２位置における前記温水の温度たる第２温度（Ｔｈ２）が前記第１閾値よりも低い第２閾値（ＴＣ）以下である場合に（Ｓ２２）前記高温水バルブと前記中温水バルブの両方を、それぞれ閉じるバルブ閉鎖処理（Ｓ３３、Ｓ２３）と、前記中温水バルブ（３１）が閉じられた後、前記第１温度が前記第１閾値よりも高い第３閾値（ＴＨ＋β）以上であること（Ｓ３４）を条件として、前記中温水バルブを開く中温水バルブ開放処理（Ｓ３１）と、前記高温水バルブ（２１）が閉じられた後、前記第２温度が前記第１閾値よりも高く前記第３閾値よりも低い第４閾値（ＴＨ）以上であること（Ｓ２４）を条件として、前記高温水バルブを開く高温水バルブ開放処理（Ｓ２１）とを行うバルブコントローラ（４）と
   を備える、給湯装置。
3. 前記第１位置は、前記高温給湯経路からの給湯量が多いほど低く設定される、請求項２記載の給湯装置。
4. ヒートポンプ（９）と、
   前記ヒートポンプによって加熱された温水を蓄える貯湯タンク（１）と、
   前記貯湯タンクに蓄えられた前記温水を前記温水の上部から取得して直接に給湯する高温給湯経路（２０）と、
   前記貯湯タンクに蓄えられた前記温水を前記温水の上部から取得し、取得された当該温水を、前記貯湯タンクとは別個に取得される低温水と混合して給湯する中温給湯経路（３０，３２，３３）と、
   前記高温給湯経路上に設けられる高温水バルブ（２１）と、
   前記中温給湯経路上に設けられる中温水バルブ（３１）と、
   前記貯湯タンクの第１位置における前記温水の温度たる第１温度（Ｔｈ１）が第１閾値（ＴＣ＋α）以下である場合（Ｓ３２）に前記中温水バルブを、前記貯湯タンクで前記第１位置と同じ、もしくは前記第１位置よりも高い第２位置における前記温水の温度たる第２温度（Ｔｈ２）が前記第１閾値よりも低い第２閾値（ＴＣ）以下である場合に（Ｓ２２）前記高温水バルブと前記中温水バルブの両方を、それぞれ閉じるバルブ閉鎖処理（Ｓ３３、Ｓ２３）を行うバルブコントローラ（４）と
   を備え、前記第１位置は、前記高温給湯経路からの給湯量が多いほど低く設定される、給湯装置。
5. 前記中温水バルブを閉じるときには前記ヒートポンプ（９）による加熱が実行される、請求項２乃至請求項４のいずれか一つに記載の給湯装置。
6. 前記中温給湯経路は、
   前記貯湯タンクに蓄えられた前記温水を前記温水の上部から取得する第１経路（３３）と、
   前記低温水を取得する第２経路（３２）と、
   前記第１経路と前記第２経路とを接続する接続部（３４）と
   を有し、
   前記中温水バルブ（３１）は前記接続部に対して下流側で前記中温給湯経路（３０）上に設けられる、請求項１乃至請求項５のいずれか一つに記載の給湯装置。
7. 前記貯湯タンクに蓄えられた前記温水の温度を測定する測温手段（５）と、
   前記測温手段に基づいて前記熱量を計算する熱量計算手段（６）と
   を更に備える、請求項１記載の給湯装置。

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