JP7133286B2

JP7133286B2 - 給湯装置

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Publication number: JP7133286B2
Application number: JP2016233155A
Authority: JP
Inventors: 幸雄松坂; 耕平小川
Original assignee: Daikin Industries Ltd
Current assignee: Daikin Industries Ltd
Priority date: 2016-11-30
Filing date: 2016-11-30
Publication date: 2022-09-08
Anticipated expiration: 2036-11-30
Also published as: JP2018091513A

Description

この発明は、貯湯式の給湯装置に関する。

従来、貯湯式の給湯装置としては、貯湯タンクと、貯湯タンク内の水を沸き上げるためのヒートポンプユニットと、貯湯タンクとヒートポンプユニットとの間での循環を実行する沸き上げ回路と、沸き上げ回路に配設された沸き上げ用循環ポンプと、貯湯タンクと風呂熱交換器との間での循環を実行する追い焚き回路と、追い焚き回路に配設された追い焚き用循環ポンプとを備えたものがある（例えば、特許文献１を参照）。

特開２０１３－８７９９８号公報

特許文献１の給湯装置では、沸き上げ回路と追い焚き回路とが別回路として構成されているとともに２台の循環ポンプが使用されているので、沸き上げ用循環ポンプが沸き上げ運転時に作動し、追い焚き用循環ポンプが追い焚き運転時に作動する。

給湯装置の据付時には各種の試運転が実行される。試運転時には、沸き上げ用循環ポンプ及び追い焚き用循環ポンプをそれぞれ作動させることにより、対応する回路の配管内の空気抜きを行っている。沸き上げ回路と追い焚き回路とが別回路である場合には、対応する循環ポンプがそれぞれ作動することによって、各回路での各配管内の空気抜きを行っている。

ところで、給湯装置の小型化・低コスト化のために、沸き上げ用循環ポンプと追い焚き用循環ポンプとを共通化して１台の循環ポンプによって沸き上げ回路の循環と追い焚き回路の循環とを行わせる取り組みが行われている。１つの循環ポンプによって両回路の循環を実行する場合、両回路が部分的に共通する共通配管部に１台の循環ポンプが配設され、沸き上げ回路と追い焚き回路とを切り替える切り替え弁が、共通配管部の上流側に配設される。

１台の循環ポンプによって沸き上げ回路の循環と追い焚き回路の循環とを実行する場合、流路切り替え弁が沸き上げ回路又は追い焚き回路のいずれか一方を接続した状態で空気抜き動作が実行される。流路切り替え弁が接続された一方の回路ではその配管内から空気が抜けるものの、流路切り替え弁が接続されなかった他方の回路ではその配管内に空気が残留してしまう。

したがって、この発明の解決すべき技術的課題は、沸き上げ回路及び追い焚き回路の各配管から確実に且つ素早く空気抜きを実行することのできる給湯装置を提供することである。

上記技術的課題を解決するために、この発明によれば、以下の給湯装置が提供される。

すなわち、この発明に係る給湯装置は、
貯湯タンクと、
前記貯湯タンクの下部から沸き上げ熱交換器を介して前記貯湯タンクの上部に接続される沸き上げ回路と、
前記貯湯タンクの上部から風呂熱交換器を介して前記貯湯タンクの下部に接続される追い焚き回路と、
前記沸き上げ回路と前記追い焚き回路とが部分的に共通する共通配管部に配設される循環ポンプと、
前記共通配管部の上流側に配設される流路切り替え弁と、
前記循環ポンプおよび前記流路切り替え弁を制御する制御部とを備え、
前記制御部は、
前記流路切り替え弁を前記沸き上げ回路側に切り替えて、前記循環ポンプを運転して前記貯湯タンク内の水を前記沸き上げ回路を介して循環させる動作と、
前記流路切り替え弁を前記追い焚き回路側に切り替えて、前記循環ポンプを運転して前記貯湯タンク内の水を前記追い焚き回路を介して循環させる動作とを含む空気抜き動作を行うと共に、
前記空気抜き動作中は、前記循環ポンプを運転しながら前記流路切り替え弁を切り替えることを特徴とする。

この発明の給湯装置によれば、制御部によって、空気抜き動作中に、流路切り替え弁が沸き上げ回路側と追い焚き回路側とに切り替えられるので、沸き上げ回路及び追い焚き回路での各配管内の空気抜きを、確実に且つ素早く実行できる。

また、一実施形態の給湯装置では、前記制御部は、前記空気抜き動作中に、前記流路切り替え弁を、前記追い焚き回路側に切り替えた後に、前記沸き上げ回路側に切り替えるように制御する。

配管長が長くなって残留空気量が多くなる傾向にある沸き上げ回路側を先に空気抜き動作を実行すると、後に実行される追い焚き回路側での空気抜き動作への影響が大きくなる。上記実施形態の給湯装置によれば、追い焚き回路側での空気抜き動作がスムーズに実行される。

また、一実施形態の給湯装置では、前記制御部は、前記空気抜き動作中に、前記循環ポンプが最大の回転数で回転するように制御する。

上記実施形態の給湯装置によれば、空気抜き動作に要する作業時間を短くできる。

また、一実施形態の給湯装置では、前記制御部は、前記空気抜き動作中に、前記循環ポンプのポンプ負荷が増加に転じたときに前記流路切り替え弁が作動するように制御する。

現場での設置条件によって沸き上げ回路側の配管長が変動して残留空気量が相違するため、流路切り替え弁の切り替えのタイミングが個々の現場で異なる。上記実施形態の給湯装置によれば、最適なタイミングで流路切り替え弁を切り替えて短時間で空気抜き動作を完了できる。

この発明の給湯装置によれば、制御部によって、空気抜き動作中に、流路切り替え弁が沸き上げ回路側と追い焚き回路側とに切り替えられるので、沸き上げ回路側及び追い焚き回路での各配管内の空気抜きを、確実に且つ素早く実行できる。

この発明のヒートポンプ式の給湯装置の配管系統図。図１に示した給湯装置のブロック図。同給湯装置における沸き上げ回路を説明する図。同給湯装置における風呂給湯回路を説明する図。同給湯装置における追い焚き回路を説明する図。同給湯装置における風呂冷却回路を説明する図。同給湯装置における給湯回路を説明する図。第１実施形態の空気抜き動作制御を説明するフローチャート。第２実施形態の空気抜き動作制御を説明するフローチャート。

図１から図７を参照して、この発明の給湯装置ＷＨを図示の実施の形態により詳細に説明する。なお、図１，図３から図７において、矢印は水や湯が流れる方向を示し、図３から図７に示した太いラインは、配管内で水や湯が流れる回路を示している。

図１は、この発明の一実施形態の給湯装置ＷＨの配管系統図を示している。

図１に示す給湯装置ＷＨは、貯湯タンク１０を有する貯湯ユニット１と、上記貯湯ユニット１の貯湯タンク１０内の水を沸き上げるためのヒートポンプユニット２とを備えている。

＜沸き上げ回路＞
上記貯湯タンク１０の下部に配管Ｌ１の一端を接続し、流路切り替え弁としてのポンプ入水三方弁Ｖ１の一方の入力側に配管Ｌ１の他端を接続している。また、ポンプ入水三方弁Ｖ１の出力側に配管Ｌ２の一端を接続し、バイパス弁Ｖ２の入力側に配管Ｌ２の他端を接続している。この配管Ｌ２に沸き上げ用循環ポンプＰ１を配設している。また、バイパス弁Ｖ２の一方の出力側に配管Ｌ３を介して沸き上げ熱交換器２ａの一端を接続している。

上記沸き上げ熱交換器２ａの他端を配管Ｌ４の一端に接続し、沸き上げ三方弁Ｖ３の入力側に配管Ｌ４の他端を接続している。また、バイパス弁Ｖ２の他方の出力側に配管Ｌ６の一端を接続し、配管Ｌ４の沸き上げ三方弁Ｖ３側に配管Ｌ６の他端を接続している。

また、上記沸き上げ三方弁Ｖ３の一方の出力側に配管Ｌ５の一端を接続し、貯湯タンク１０の上部に配管Ｌ５の他端を接続している。一方、沸き上げ三方弁Ｖ３の他方の出力側に配管Ｌ７の一端を接続し、貯湯タンク１０の下部に配管Ｌ７の他端を接続している。

図３において太いラインで示すように、上記配管Ｌ１～Ｌ５，Ｌ７とポンプ入水三方弁Ｖ１と沸き上げ用循環ポンプＰ１とバイパス弁Ｖ２と沸き上げ三方弁Ｖ３とによって、貯湯タンク１０とヒートポンプユニット２との間の沸き上げ回路Ｃ１が構成されている。

なお、図１では、ポンプ入水三方弁Ｖ１は、配管Ｌ２と配管Ｌ２６とが連通した状態にあり、バイパス弁Ｖ２は、配管Ｌ２と配管Ｌ３とが連通した状態にあり、沸き上げ三方弁Ｖ３は、配管Ｌ４と配管Ｌ７とが連通した状態にある。

配管Ｌ１のポンプ入水三方弁Ｖ１よりも貯湯タンク１０側の配管Ｌ２７に排水用二方弁２７を配設している。通常、排水用二方弁２７が閉じられており、メンテナンスなどにより貯湯タンク１０内の水を排水するとき、排水用二方弁２７を開いて、貯湯タンク１０の下部と排水口とを連通させる。

上記沸き上げ用循環ポンプＰ１により、貯湯タンク１０内の湯水を、配管Ｌ１，ポンプ入水三方弁Ｖ１，配管Ｌ２，バイパス弁Ｖ２，配管Ｌ３，沸き上げ熱交換器２ａ，配管Ｌ４，沸き上げ三方弁Ｖ３及び配管Ｌ５(又はＬ７)を介して循環させる。

＜風呂給湯回路＞
次に、配管Ｌ１１を介して上記貯湯タンク１０の下部に外部の給水口を接続している。上流側から順に、ストレーナ１１と、給水口側から貯湯タンク１０側への流れのみを許容する逆止弁１２と、減圧弁Ｖ１０とを、配管Ｌ１１に配設している。

また、上記貯湯タンク１０の上部に配管Ｌ２１の一端を接続し、湯張り混合弁Ｖ４の一方の入力側に配管Ｌ２１の他端を接続している。上記配管Ｌ２１の湯張り混合弁Ｖ４近傍に、貯湯タンク１０側から湯張り混合弁Ｖ４側への流れのみを許容する逆止弁２１を配設している。

上記湯張り混合弁Ｖ４の他方の入力側に分岐配管Ｌ１２の一端を接続し、配管Ｌ１１の減圧弁Ｖ１０の下流側にその分岐配管Ｌ１２の他端を接続している。この分岐配管Ｌ１２の湯張り混合弁Ｖ４近傍に、給水口側から湯張り混合弁Ｖ４側への流れのみを許容する逆止弁２２を配設している。

また、上記湯張り混合弁Ｖ４の出力側に配管Ｌ２２の一端を接続し、浴槽３に設けられた接続アダプタ９の給湯口９ａに配管Ｌ２２の他端を接続している。湯張り混合弁Ｖ４側から順に、湯張り電磁弁Ｖ６と、湯張り混合弁Ｖ４側から浴槽３側への流れのみを許容する逆止弁５と、水量センサ６と、湯張り混合弁Ｖ４側から浴槽３側への流れのみを許容する逆止弁７とを配管Ｌ２２に配設している。

上記配管Ｌ２２の逆止弁５と水量センサ６との間に、排水弁Ｖ７が配設された排水配管Ｌ４２の一端を接続している。また、配管Ｌ２１の貯湯タンク１０近傍に、逃がし弁２８が配設された排水配管４１の一端を接続している。

上記湯張り電磁弁Ｖ６と逆止弁５と水量センサ６と逆止弁７とによって、複合水弁３０が構成されている。

図４において太いラインで示すように、上記配管Ｌ２１と湯張り混合弁Ｖ４と配管Ｌ２２と複合水弁３０とによって、貯湯タンク１０と浴槽３との間の風呂給湯回路Ｃ２が構成されている。

＜風呂循環回路＞
上記接続アダプタ９の吸水口９ｂに配管Ｌ２４の一端を接続し、風呂熱交換器２０の２次側の入力に配管Ｌ２４の他端を接続している。上記配管Ｌ２４に風呂用循環ポンプＰ２を配設している。また、配管Ｌ２２の複合水弁３０よりも下流側に分岐配管Ｌ２３の一端を接続し、風呂熱交換器２０の２次側の出力に分岐配管Ｌ２３の他端を接続している。

上記風呂用循環ポンプＰ２により、浴槽３内の湯水を、配管Ｌ２４，風呂熱交換器２０(２次側)，分岐配管Ｌ２３及び配管Ｌ２２の一部を介して循環させる。

図５及び図６の右下において太いラインで示すように、上記配管Ｌ２４，風呂熱交換器２０(２次側)，分岐配管Ｌ２３，配管Ｌ２２及び風呂用循環ポンプＰ２によって、風呂循環回路Ｃ６が構成されている。

上記湯張り電磁弁Ｖ６は、風呂循環回路を介して貯湯タンク１０内の温水を浴槽３内に流す流路を開閉する開閉弁である。

＜追い焚き回路＞
また、上記配管Ｌ２２の複合水弁３０よりも上流側に分岐配管Ｌ２５の一端を接続し、風呂熱交換器２０(１次側)の入力に分岐配管Ｌ２５の他端を接続している。上記風呂熱交換器２０(１次側)の出力に配管Ｌ２６の一端を接続し、ポンプ入水三方弁Ｖ１の他方の入力側に配管Ｌ２６の他端を接続している。

追い焚き回路Ｃ３は、貯湯タンク１０と風呂熱交換器２０(１次側)との間を循環して接続する風呂熱交換回路に対応し、貯湯タンク１０の上部から風呂熱交換器２０(１次側)を介して貯湯タンク１０の下部に接続される。

図５において左上の太いラインで示すように、上記配管Ｌ２１，湯張り混合弁Ｖ４，配管Ｌ２２の一部，分岐配管Ｌ２５，風呂熱交換器２０(１次側)，配管Ｌ２６，ポンプ入水三方弁Ｖ１，配管Ｌ２，バイパス弁Ｖ２，配管Ｌ６，配管Ｌ４の一部，沸き上げ三方弁Ｖ３，配管Ｌ７及び沸き上げ用循環ポンプＰ１によって、追い焚き回路Ｃ３が構成されている。

＜給湯回路＞
また、上記貯湯タンク１０の上部に配管Ｌ３１の一端を接続し、給湯混合弁Ｖ５の一方の入力側に配管Ｌ３１の他端を接続している。貯湯タンク１０側から給湯混合弁Ｖ５側への流れのみを許容する逆止弁２３を上記配管Ｌ３１に配設している。

また、分岐配管Ｌ１２の逆止弁２２近傍の給水口側に、分岐配管Ｌ１３の一端を接続し、給湯混合弁Ｖ５の他方の入力側に分岐配管Ｌ１３の他端を接続している。給水口側から給湯混合弁Ｖ５側への流れのみを許容する逆止弁２４を、上記分岐配管Ｌ１３の給湯混合弁Ｖ５近傍に配設している。

上記給湯混合弁Ｖ５の出力側に配管Ｌ３２の一端を接続し、給湯部２６(この実施形態では蛇口)に配管Ｌ３２の他端を接続している。上記配管Ｌ３２に水量センサ２５を設けている。

図７において太いラインで示すように、上記配管Ｌ３１，給湯混合弁Ｖ５，配管Ｌ３２，配管Ｌ１１，分岐配管Ｌ１２の一部及び分岐配管Ｌ１３によって、給湯回路Ｃ５が構成されている。

＜風呂冷却回路＞
風呂冷却回路Ｃ４は、貯湯タンク１０と風呂熱交換器２０(１次側)との間を循環して接続する風呂熱交換回路に対応し、貯湯タンク１０の下部から風呂熱交換器２０(１次側)を介して貯湯タンク１０の下部に接続される。

図６の左下から右上にかけて太いラインで示すように、配管Ｌ１１，分岐配管Ｌ１２，湯張り混合弁Ｖ４，配管Ｌ２２の一部，分岐配管Ｌ２５，風呂熱交換器２０(１次側)，配管Ｌ２６，ポンプ入水三方弁Ｖ１，配管Ｌ２，沸き上げ用循環ポンプＰ１，バイパス弁Ｖ２，配管Ｌ６，配管Ｌ４の一部，沸き上げ三方弁Ｖ３及び配管Ｌ７によって、風呂冷却回路Ｃ４が構成されている。

＜温度センサ群＞
また、上記貯湯タンク１０には、下側から上側に向かって略等間隔に６つの温度センサＴ１～Ｔ６を設けている。また、分岐配管Ｌ１２と分岐配管Ｌ１３との接続点近傍の上流側に、給水温度を検出する温度センサＴ１１を設けている。また、給湯部２６に接続された配管Ｌ３２には、水量センサ２５よりも下流側に給湯温度を検出する温度センサＴ１２を設けている。

また、配管Ｌ２４のうち浴槽３側の接続アダプタ９と風呂用循環ポンプＰ２との間の配管には、接続アダプタ９側から順に、水位センサＬＳと、水流センサの一例としての水流スイッチＳＷと、温度センサＴ１３とを設けている。

さらに、配管Ｌ２２と分岐配管Ｌ２３との接続点に、浴槽３に供給される湯温を検出する温度センサＴ１４を設けている。

また、沸き上げ熱交換器２ａへの往き水の入水温度を検出する入水温度センサＴ２１を配管Ｌ３に設けている。

さらに、沸き上げ熱交換器２ａからの戻り水の出湯温度を検出する出湯温度センサＴ２２を配管Ｌ４に設けている。

ヒートポンプユニット２は、外気温度を検出する外気温度センサＴ２３を有する。また、ヒートポンプユニット２は、冷媒として炭酸ガス(ＣＯ_２)を用いており、出湯温度を例えば６５℃～９０℃の範囲で制御することが可能である。

配管Ｌ２は、沸き上げ回路Ｃ１と追い焚き回路Ｃ３とが部分的に共通する共通配管部であり、沸き上げ回路Ｃ１及び追い焚き回路Ｃ３を循環させる沸き上げ用循環ポンプＰ１が、当該配管Ｌ２に配設されている。ポンプ入水三方弁Ｖ１が配管Ｌ２の上流側に配設されている。そして、ポンプ入水三方弁Ｖ１は、沸き上げ回路Ｃ１での水又は湯の循環と追い焚き回路Ｃ３での水又は湯の循環とを切り替える。

＜制御部＞
図２に示すように、貯湯ユニット１は、マイクロコンピュータ（ＣＰＵ）と入出力回路などからなる制御部１００を備えている。制御部１００は、リモートコントローラ２００との間で送受信を行う。制御部１００は、温度センサＴ１～Ｔ６，Ｔ１１～Ｔ１４と水位センサＬＳと水流スイッチＳＷと水量センサ６，２５と入水温度センサＴ２１と出湯温度センサＴ２２と外気温度センサＴ２３とリモートコントローラ２００とからの信号を受けて、ヒートポンプユニット２と沸き上げ用循環ポンプＰ１と風呂用循環ポンプＰ２とポンプ入水三方弁Ｖ１とバイパス弁Ｖ２と沸き上げ三方弁Ｖ３と湯張り混合弁Ｖ４と給湯混合弁Ｖ５と湯張り電磁弁Ｖ６などを制御する。

また、上記制御部１００は、沸き上げ制御部１００ａと、風呂給湯制御部１００ｂと、追い焚き制御部１００ｃと、風呂冷却制御部１００ｄと、給湯制御部１００ｅとを有する。沸き上げ制御部１００ａは、沸き上げ回路Ｃ１の動作を制御する。風呂給湯制御部１００ｂは、風呂給湯回路Ｃ２の動作を制御する。追い焚き制御部１００ｃは、追い焚き回路Ｃ３の動作を制御する。風呂冷却制御部１００ｄは、風呂冷却回路Ｃ４の動作を制御する。給湯制御部１００ｅは、給湯回路Ｃ５の動作を制御する。

また、上記制御部１００は、メモリ（例えば、ROM、RAM、EEPROMなど）を有しており、当該メモリには、所定の制御プログラムと、過去の日々の各種運転履歴データや状態データなどが格納されるとともに、予め一日のうちの時間帯（昼間料金や深夜料金など）毎の電力料金設定情報が格納されている。

＜沸き上げ用循環ポンプ＞
沸き上げ用循環ポンプＰ１は、例えば、直流モータにより駆動され、駆動信号のデューティ比や駆動周波数を変化させることで能力を調整可能なパルス幅変調（ＰＷＭ：Pulse Width Modulation）制御型のＤＣポンプである。沸き上げ用循環ポンプＰ１のモータは、その回転数（回転速度）を検知する回転センサを内蔵する。沸き上げ用循環ポンプＰ１のモータは、回転速度を制御可能でポンプ負荷に応じて入力が変化する特性を有する。デューティ比が大きいか又は駆動周波数が高い場合、モータに供給される電力が大きくなりポンプ回転数が増加する。デューティ比が小さいか又は駆動周波数が低い場合、モータに供給される電力が小さくなりポンプ回転数が低下する。

沸き上げ用循環ポンプＰ１のモータは、制御部１００によって、後述する空気抜き動作中に、最大の回転数で回転するように制御される。当該制御により、空気抜き動作に要する作業時間を短くできる。空気抜き運転時では、配管内に空気が残留すると沸き上げ用循環ポンプＰ１のポンプ負荷が小さくなり、配管内から空気が抜けて配管内が水だけになるので、沸き上げ用循環ポンプＰ１のポンプ負荷が大きくなる。なお、この発明における沸き上げ用循環ポンプＰ１及び風呂用循環ポンプＰ２のモータの種類及び制御方式は、上記のものに限定されるものではなく、各種の種類及び方式を適用可能である。また、風呂用循環ポンプＰ２も沸き上げ用循環ポンプＰ１と同様である。

〔沸き上げ運転〕
上記構成の給湯装置ＷＨにおいて、ヒートポンプユニット２により貯湯タンク１０内の湯を沸き上げる「沸き上げ運転」では、図３に示すように、ポンプ入水三方弁Ｖ１を配管Ｌ１と配管Ｌ２とを連通する一方の位置に切り換え、バイパス弁Ｖ２を配管Ｌ２と配管Ｌ３とが連通する一方の位置に切り換える。さらに、沸き上げ三方弁Ｖ３を配管Ｌ４と配管Ｌ５とが連通する一方の位置に切り換える。

そして、沸き上げ用循環ポンプＰ１を作動して、沸き上げ回路Ｃ１を介して、すなわち配管Ｌ１，ポンプ入水三方弁Ｖ１，配管Ｌ２，バイパス弁Ｖ２，配管Ｌ３，沸き上げ熱交換器２ａ，配管Ｌ４，沸き上げ三方弁Ｖ３及び配管Ｌ５(又はＬ７)を介して、貯湯タンク１０内の湯を循環させる。

制御部１００の沸き上げ制御部１００ａは、沸き上げ運転時にヒートポンプユニット２の出湯温度が目標出湯温度ＴＳになるように、ヒートポンプユニット２を制御する。ここで、目標出湯温度ＴＳは、貯湯タンク１０から給湯される湯量などに基づいて沸き上げ制御部１００ａで算出される。例えば、使用される湯量が多い場合、目標出湯温度ＴＳは例えば８５℃と高くなり、使用される湯量が少ない場合、目標出湯温度ＴＳは例えば６５℃と低くなる。

〔風呂給湯運転〕
貯湯タンク１０から浴槽３内に給湯する「風呂給湯運転」を実行する場合、図４に示すように、制御部１００の風呂給湯制御部１００ｂによって湯張り電磁弁Ｖ６が開かれると、貯湯タンク１０内の上部の高温の湯が、配管Ｌ２１，湯張り混合弁Ｖ４及び配管Ｌ２２を介して浴槽３内に供給される。このとき、風呂給湯制御部１００ｂは、湯張り混合弁Ｖ４を制御して、目標設定温度に基づいて、貯湯タンク１０からの高温の湯と給水口からの水とを混合する。そして、水位センサＬＳで検出された浴槽３内の水位が設定水位になると、風呂給湯制御部１００ｂによって湯張り電磁弁Ｖ６が閉じられる。

なお、「風呂給湯運転」において、リモートコントローラ２００の操作により、設定水位と設定温度とを自動的に保つ風呂自動運転モードが選択されると、貯湯タンク１０から風呂の浴槽３内に給湯する「風呂給湯運転」を実行した後、浴槽３内の湯面水位を設定水位に保つと共に湯温を設定温度に保つようにする「風呂監視運転」を実行する。

〔追い焚き運転〕
次に、風呂の浴槽３内の湯水を加熱して追い焚きする「追い焚き運転」を実行する場合、図５に示すように、制御部１００の追い焚き制御部１００ｃは、ポンプ入水三方弁Ｖ１を配管Ｌ２６と配管Ｌ２とを連通する他方の位置に切り換え、バイパス弁Ｖ２を配管Ｌ２と配管Ｌ６とが連通する他方の位置に切り換える。追い焚き制御部１００ｃは、さらに、沸き上げ三方弁Ｖ３を配管Ｌ６と配管Ｌ７とが連通する他方の位置に切り換える。

そして、湯張り混合弁Ｖ４の開度を湯側に全開になるようにした状態で、沸き上げ用循環ポンプＰ１を作動して、追い焚き回路Ｃ３を介して、すなわち配管Ｌ２１，湯張り混合弁Ｖ４，配管Ｌ２２の一部，分岐配管Ｌ２５，風呂熱交換器２０(１次側)，配管Ｌ２６，ポンプ入水三方弁Ｖ１，配管Ｌ２，配管Ｌ６，配管Ｌ４の一部及び配管Ｌ７を介して、貯湯タンク１０内の上部の湯を循環させる。このとき、風呂用循環ポンプＰ２を運転して、浴槽３内の湯水を配管Ｌ２４，風呂熱交換器２０(２次側)，分岐配管Ｌ２３及び配管Ｌ２２の一部を介して循環させる。これにより、風呂熱交換器２０で浴槽３側の湯水が加熱されて追い焚きが実行される。

〔風呂冷却運転〕
次に、風呂の浴槽３内の湯水を冷却してぬるめの湯温にする「風呂冷却運転」を実行する場合、図６に示すように、制御部１００の風呂冷却制御部１００ｄは、ポンプ入水三方弁Ｖ１を配管Ｌ２６と配管Ｌ２とが連通する他方の位置に切り換え、バイパス弁Ｖ２を配管Ｌ２と配管Ｌ６とが連通する他方の位置に切り換える。風呂冷却制御部１００ｄは、さらに、沸き上げ三方弁Ｖ３を配管Ｌ６と配管Ｌ７とが連通する他方の位置に切り換える。

そして、湯張り混合弁Ｖ４の開度を水側に全開になるようにした状態で、沸き上げ用循環ポンプＰ１を作動して、風呂冷却回路Ｃ４を介して、すなわち配管Ｌ１１の一部，分岐配管Ｌ１２，湯張り混合弁Ｖ４，配管Ｌ２２の一部，分岐配管Ｌ２５，風呂熱交換器２０(１次側)，配管Ｌ２６，ポンプ入水三方弁Ｖ１，配管Ｌ２，配管Ｌ６，配管Ｌ４の一部及び配管Ｌ７を介して、貯湯タンク１０内の下部の水を循環させる。このとき、風呂用循環ポンプＰ２を運転して、浴槽３内の湯水を配管Ｌ２４，風呂熱交換器２０(２次側)，分岐配管Ｌ２３及び配管Ｌ２２の一部を介して循環させる。これにより、風呂熱交換器２０で浴槽３側の湯水が冷却されてぬるめの湯温になる。

なお、この「風呂冷却運転」では、リモートコントローラ２００の操作により、風呂設定温度を変更することなく、例えば湯温を２℃下げて所定時間(この実施の形態では１０分間)保持した後、浴槽３側の湯水の温度を風呂設定温度に戻すようにしている。

〔給湯運転〕
また、給湯部２６から湯水を供給する「給湯運転」を実行する場合は、図７に示すように、給湯部２６の蛇口を開くと、給水圧力により給水口からの水が配管Ｌ１１を介して貯湯タンク１０の下部から貯湯タンク１０内に供給される。これにより、貯湯タンク１０内の上部から高温の湯が配管Ｌ３１を介して押し出される。

そして、貯湯タンク１０内の上部から高温の湯が、配管Ｌ３１を介して給湯混合弁Ｖ５の一方の入力側に供給されると共に、給水口からの水が配管Ｌ１１の一部，分岐配管Ｌ１２及び分岐配管Ｌ１３の一部を介して給湯混合弁Ｖ５の他方の入力側(水側)に供給される。

ここで、貯湯タンク１０内の上部の高温の湯と給水口からの水とが給湯混合弁Ｖ５により混合された後、配管Ｌ３２を介して給湯部２６から出湯される。このとき、制御部１００の給湯制御部１００ｅは、「給湯運転」において、温度センサＴ１２により検出された給湯温度が設定給湯温度になるように、給湯混合弁Ｖ５の湯と水との混合比を制御する。

（空気抜き動作）
図３，５，７及び８を参照しながら、上記構成の給湯装置ＷＨにおける第１実施形態の空気抜き動作を説明する。

据付完了後の試運転では、空気抜き動作の開始として、貯湯タンク１０内が給水口からの水で満たされる。すなわち、逃がし弁２８を開放した状態で、給水口からストレーナ１１と逆止弁１２と減圧弁Ｖ１０とを介して貯湯タンク１０の下側に水を供給して貯湯タンク１０内を水で満たす。貯湯タンク１０内が満水になって溢れ出た水は、逃がし弁２８から外部に流出する。

その後、逃がし弁２８を閉じて、図５に示すように、制御部１００は、ポンプ入水三方弁Ｖ１の入力側を追い焚き回路側（他方の位置の配管Ｌ２側）に切り換え（ステップＳ１１）、沸き上げ用循環ポンプＰ１をオンにして（ステップＳ１２）、第１の所定時間運転する。当該第１の所定時間は、例えば、１分である。貯湯タンク１０内の水が追い焚き回路Ｃ３を介して循環することによって、追い焚き回路Ｃ３の空気抜き動作が実行される。この空気抜き動作では、水は、配管Ｌ２１，湯張り混合弁Ｖ４，配管Ｌ２２の一部，分岐配管Ｌ２５，風呂熱交換器２０(１次側)，配管Ｌ２６，ポンプ入水三方弁Ｖ１，配管Ｌ２，バイパス弁Ｖ２，配管Ｌ６，配管Ｌ４の一部，沸き上げ三方弁Ｖ３及び配管Ｌ７を流れる。その結果、追い焚き回路Ｃ３の配管内にあった空気は、貯湯タンク１０の上部に溜まる。

次に、図３に示すように、制御部１００は、ポンプ入水三方弁Ｖ１の入力側を一方の位置の配管Ｌ１側に切り換え（ステップＳ１３）、沸き上げ用循環ポンプＰ１を第２の所定時間運転して貯湯タンク１０内の水を沸き上げ回路Ｃ１を介して循環させて沸き上げ回路Ｃ１の空気抜き動作を実行する。第２の所定時間が経過すると、制御部１００は、沸き上げ用循環ポンプＰ１をオフにする（ステップＳ１４）。当該第２の所定時間は、例えば、４分である。この空気抜き動作では、水は、配管Ｌ１，ポンプ入水三方弁Ｖ１，配管Ｌ２，配管Ｌ３，沸き上げ熱交換器２ａ，配管Ｌ４，ポンプ入水三方弁Ｖ１，配管Ｌ５及び貯湯タンク１０を流れる。その結果、沸き上げ回路Ｃ１の配管内にあった空気は、貯湯タンク１０の上部に溜まる。

このように、追い焚き回路Ｃ３及び沸き上げ回路Ｃ１に対して空気抜き動作を実行することによって、追い焚き回路Ｃ３及び沸き上げ回路Ｃ１の各配管内に残留していた空気は、貯湯タンク１０の上部に集められる。配管長が長くなって残留空気量が多くなる傾向にある沸き上げ回路Ｃ１側を先に空気抜き動作を実行すると、後に実行される追い焚き回路Ｃ３側での空気抜き動作への影響が大きくなる。これに対して、追い焚き回路Ｃ３での空気抜き動作を先に実行することにより、追い焚き回路Ｃ３側での空気抜き動作がスムーズに実行される。

その後、図７に示す給湯回路Ｃ５に従って、貯湯タンク１０の上部に溜まった空気を含む水が排出される。すなわち、給湯部２６の蛇口を開くと、給水圧力により給水口からの水が配管Ｌ１１を介して貯湯タンク１０の下部から貯湯タンク１０内に供給される。これにより、貯湯タンク１０内の上部から空気を含む水が配管Ｌ３１を介して押し出される。そして、制御部１００は、給湯混合弁Ｖ５の開度を湯側全開として、配管Ｌ３２を介して給湯部２６から空気を含む水が排出される。これによって、空気抜き動作が終了する。

上記第１実施形態の空気抜き動作によれば、制御部１００によって、空気抜き動作中に、ポンプ入水三方弁Ｖ１（流路切り替え弁）が、第１の所定時間経過後に、追い焚き回路Ｃ３側から沸き上げ回路Ｃ１側に切り替えられるので、沸き上げ回路Ｃ１及び追い焚き回路Ｃ３での各配管内の空気抜きを、確実に且つ素早く実行できる。

図３，５，７及び９を参照しながら、上記構成の給湯装置ＷＨにおける第２実施形態の空気抜き動作を説明する。

据付完了後の試運転では、空気抜き動作を開始として、まず、貯湯タンク１０内が水で満たされる。すなわち、逃がし弁２８を開放した状態で、給水口からストレーナ１１と逆止弁１２と減圧弁Ｖ１０とを介して貯湯タンク１０の下側に水を供給して貯湯タンク１０内を水で満たす。貯湯タンク１０内が満水になって溢れ出た水は、逃がし弁２８から外部に流出する。

その後、逃がし弁２８を閉じて、図５に示すように、制御部１００は、ポンプ入水三方弁Ｖ１の入力側を追い焚き回路Ｃ３側（他方の位置の配管Ｌ２側）に切り換え（ステップＳ２１）、沸き上げ用循環ポンプＰ１をオンにして（ステップＳ２２）、沸き上げ用循環ポンプＰ１を作動させる。貯湯タンク１０内の水が追い焚き回路Ｃ３を介して循環することによって、追い焚き回路Ｃ３の空気抜き動作が実行される。この空気抜き動作では、水は、配管Ｌ２１，湯張り混合弁Ｖ４，配管Ｌ２２の一部，分岐配管Ｌ２５，風呂熱交換器２０(１次側)，配管Ｌ２６，ポンプ入水三方弁Ｖ１，配管Ｌ２，バイパス弁Ｖ２，配管Ｌ６，配管Ｌ４の一部，沸き上げ三方弁Ｖ３及び配管Ｌ７を流れる。その結果、追い焚き回路Ｃ３の配管内にあった空気は、貯湯タンク１０の上部に溜まる。

空気が追い焚き回路Ｃ３の配管内に残留している間は、沸き上げ用循環ポンプＰ１のポンプ負荷が小さいが、追い焚き回路Ｃ３の配管内から空気が抜けると、追い焚き回路Ｃ３の配管内が水だけで満たされるので、沸き上げ用循環ポンプＰ１のポンプ負荷が増加する。したがって、沸き上げ用循環ポンプＰ１のポンプ負荷が増加に転じたときは、追い焚き回路Ｃ３の配管内から空気が抜けたとみなすことができる。したがって、制御部１００は、沸き上げ用循環ポンプＰ１のポンプ負荷が増加に転じたか否かを判定する（ステップＳ２３）。

制御部１００は、沸き上げ用循環ポンプＰ１のポンプ負荷が増加したと判定すると、図３に示すように、制御部１００は、ポンプ入水三方弁Ｖ１の入力側を沸き上げ回路Ｃ１側（一方の位置の配管Ｌ１側）に切り換える（ステップＳ２４）。沸き上げ用循環ポンプＰ１の作動により、貯湯タンク１０内の水が沸き上げ回路Ｃ１を介して循環して、沸き上げ回路Ｃ１の空気抜き動作を実行する。

空気が沸き上げ回路Ｃ１の配管内に残留している間は、沸き上げ用循環ポンプＰ１のポンプ負荷が小さいが、沸き上げ回路Ｃ１の配管内から空気が抜けると、沸き上げ回路Ｃ１の配管内が水だけで満たされるので、沸き上げ用循環ポンプＰ１のポンプ負荷が増加する。したがって、沸き上げ用循環ポンプＰ１のポンプ負荷が増加に転じたときは、沸き上げ回路Ｃ１の配管内から空気が抜けたとみなすことができる。したがって、制御部１００は、沸き上げ用循環ポンプＰ１のポンプ負荷が増加に転じたか否かを判定する（ステップＳ２５）。

制御部１００は、沸き上げ用循環ポンプＰ１のポンプ負荷が増加したと判定すると、制御部１００は、沸き上げ用循環ポンプＰ１をオフにする（ステップＳ２６）。この空気抜き動作では、水は、配管Ｌ１，ポンプ入水三方弁Ｖ１，配管Ｌ２，配管Ｌ３，沸き上げ熱交換器２ａ，配管Ｌ４，沸き上げ三方弁Ｖ３，配管Ｌ５及び貯湯タンク１０を流れる。その結果、沸き上げ回路Ｃ１の配管内にあった空気は、貯湯タンク１０の上部に溜まる。

このように、追い焚き回路Ｃ３及び沸き上げ回路Ｃ１に対して空気抜き動作を実行することによって、追い焚き回路Ｃ３及び沸き上げ回路Ｃ１の各配管内に残留していた空気は、貯湯タンク１０の上部に集められる。

上記第２実施形態の空気抜き動作によれば、制御部１００によって、空気抜き動作中に、ポンプ入水三方弁Ｖ１（流路切り替え弁）が、ポンプ負荷の増加判定により、沸き上げ回路Ｃ１側と追い焚き回路Ｃ３側とに切り替えられるので、沸き上げ回路Ｃ１側及び追い焚き回路Ｃ３での各配管内の空気抜きを、確実に且つ素早く実行できる。

現場での設置条件によって沸き上げ回路Ｃ１側の配管長が変動して残留空気量が相違するため、ポンプ入水三方弁Ｖ１（流路切り替え弁）の切り替えのタイミングが個々の現場で異なる。上記第２実施形態の空気抜き動作によれば、最適なタイミングでポンプ入水三方弁Ｖ１を切り替えて短時間で空気抜き動作を完了できる。

この発明の具体的な実施の形態について説明したが、この発明は上記実施形態に限定されるものではなく、この発明の範囲内で種々変更して実施することができる。

上記空気抜き動作において、貯湯タンク１０の上部に溜まった空気を含む水が、図７に示す給湯回路Ｃ５に従って給湯部２６から排出されるだけでなく、図４に示す風呂給湯回路Ｃ２に従って接続アダプタ９から浴槽３に排出されてもよい。このとき、風呂給湯回路Ｃ２において、制御部１００によって、湯張り混合弁Ｖ４の開度が湯側全開にされる。

上記第１実施形態の空気抜き動作では、第１の所定時間経過後にポンプ入水三方弁Ｖ１（流路切り替え弁）を追い焚き回路Ｃ３側から沸き上げ回路Ｃ１側に１回切り替えているが、ポンプ入水三方弁Ｖ１（流路切り替え弁）の切り替えを第１の所定時間及び第２の所定時間よりも短い時間で複数回行う態様とすることもできる。

また、制御部１００によって、空気抜き動作中に、ポンプ入水三方弁Ｖ１（流路切り替え弁）が、先に沸き上げ回路Ｃ１側に切り替えられ、その後に追い焚き回路Ｃ３側に切り替えられるように制御される態様とすることもできる。

上記空気抜き動作は、給湯装置ＷＨの据付による試運転時に限られない。例えば、給湯装置ＷＨを長期間使用しないために、逃がし弁２８を開放状態にした状態で排水用二方弁２７を排水側にすることにより貯湯タンク１０内の水を全て排出し、その後貯湯タンク１０内を再び満水にするときにも上記空気抜き動作が適用される。

空気抜き動作中に、沸き上げ回路側と追い焚き回路側とに切り替える流路切り替え弁は、三方弁に限られず、２つの二方弁を組み合わせた構成、１つの四方弁などとすることができる。

熱源としてヒートポンプユニット２を用いた構成を説明したが、熱源はこれに限らず、ヒータやボイラーなどの他の熱源により、貯湯ユニット１の貯湯タンク１０内の湯水を沸き上げる構成でもよい。

１…貯湯ユニット
２…ヒートポンプユニット
２ａ…沸き上げ熱交換器
３…浴槽
５，７，１２，２１，２２，２３，２４…逆止弁
６，２５…水量センサ
９…接続アダプタ
９ａ…給湯口
９ｂ…吸水口
１０…貯湯タンク
１１…ストレーナ
２０…風呂熱交換器
２６…給湯部
２７…排水用二方弁
２８…逃がし弁
３０…複合水弁
１００…制御部
２００…リモートコントローラ
Ｃ１…沸き上げ回路
Ｃ２…風呂給湯回路
Ｃ３…追い焚き回路
Ｃ４…風呂冷却回路
Ｃ５…給湯回路
Ｃ６…風呂循環回路
Ｌ１…配管
Ｌ２…配管（共通配管部）
Ｌ３～Ｌ７，Ｌ１１…配管
Ｌ１２～Ｌ１３，Ｌ２３，Ｌ２５…分岐配管
Ｌ２１～Ｌ２２，Ｌ２４，Ｌ２６～Ｌ２７…配管
Ｌ３１，Ｌ３２，Ｌ４１…配管
Ｌ４２…排水配管
ＬＳ…水位センサ
Ｐ１…沸き上げ用循環ポンプ（循環ポンプ）
Ｐ２…風呂用循環ポンプ
ＳＷ…水流スイッチ
Ｔ１～Ｔ６，Ｔ１１～Ｔ１４…温度センサ
Ｔ２１…入水温度センサ
Ｔ２２…出湯温度センサ
Ｔ２３…外気温度センサ
Ｖ１…ポンプ入水三方弁（流路切り替え弁）
Ｖ２…バイパス弁
Ｖ３…沸き上げ三方弁
Ｖ４…湯張り混合弁
Ｖ５…給湯混合弁
Ｖ６…湯張り電磁弁
Ｖ１０…減圧弁
ＷＨ…給湯装置

Claims

貯湯タンク（１０）と、
前記貯湯タンク（１０）の下部から沸き上げ熱交換器（２ａ）を介して前記貯湯タンク（１０）の上部に接続される沸き上げ回路（Ｃ１）と、
前記貯湯タンク（１０）の上部から風呂熱交換器（２０）を介して前記貯湯タンク（１０）の下部に接続される追い焚き回路（Ｃ３）と、
前記沸き上げ回路（Ｃ１）と前記追い焚き回路（Ｃ３）とが部分的に共通する共通配管部（Ｌ２）に配設される循環ポンプ（Ｐ１）と、
前記共通配管部（Ｌ２）の上流側に配設される流路切り替え弁（Ｖ１）と、
前記循環ポンプ（Ｐ１）および前記流路切り替え弁（Ｖ１）を制御する制御部（１００）とを備え、
前記制御部（１００）は、
前記流路切り替え弁（Ｖ１）を前記沸き上げ回路（Ｃ１）側に切り替えて、前記循環ポンプ（Ｐ１）を運転して前記貯湯タンク（１０）内の水を前記沸き上げ回路（Ｃ１）を介して循環させる動作と、
前記流路切り替え弁（Ｖ１）を前記追い焚き回路（Ｃ３）側に切り替えて、前記循環ポンプ（Ｐ１）を運転して前記貯湯タンク（１０）内の水を前記追い焚き回路（Ｃ３）を介して循環させる動作とを含む空気抜き動作を行うと共に、
前記空気抜き動作中は、前記循環ポンプ（Ｐ１）を運転しながら前記流路切り替え弁（Ｖ１）を切り替えることを特徴とする給湯装置。
請求項１において、
前記制御部（１００）は、前記空気抜き動作中に、前記流路切り替え弁（Ｖ１）を、前記追い焚き回路（Ｃ３）側に切り替えた後に、前記沸き上げ回路（Ｃ１）側に切り替えるように制御することを特徴とする給湯装置。
請求項１又は請求項２において、
前記制御部（１００）は、前記空気抜き動作中に、前記循環ポンプ（Ｐ１）が最大の回転数で回転するように制御することを特徴とする給湯装置。
請求項１から請求項３のいずれか１項において、
前記制御部（１００）は、前記空気抜き動作中に、前記循環ポンプ（Ｐ１）のポンプ負荷が増加に転じたときに前記流路切り替え弁（Ｖ１）が作動するように制御することを特徴とする給湯装置。