JP2009287897A - 暖房給湯装置 - Google Patents

Abstract

【課題】貯湯タンクに貯えた温水を利用して暖房運転を行う場合に、ヒートポンプのエネルギ効率を良くする適切な沸き上げ制御を可能とした暖房給湯装置を提供する。
【解決手段】暖房給湯装置は、ヒートポンプユニット１、貯湯タンク２、給湯用熱交換器３、暖房用循環回路４および制御部７を備えている。暖房用循環回路４の案内により、貯湯タンク２内に貯められた比較的高温の温水は、貯湯タンク２外のラジエタ８を経由することで比較的低温になった後、再び、貯湯タンク２内に戻る。このとき、制御部７は、暖房戻り水温基準温度に比べて、貯湯タンク２内の下部領域にある温水の温度が低くなっていると判定すると、ヒートポンプユニット１をＯＮにする。これにより、ヒートポンプユニット１に比較的低温の温水が供給されるので、ヒートポンプユニットのエネルギ効率が良くなる。
【選択図】図１

Description

本発明は、暖房および給湯に使用される暖房給湯装置に関する。

従来、給湯装置としては、例えば深夜電力時間帯などの特定時間帯に、貯湯タンク内の水をヒートポンプユニットで沸き上げて湯にし、その湯をユーザの要求に応じて出湯するものがある（例えば特開２００４−２５７６２２号公報（特許文献１）参照）。この給湯装置は、貯湯タンク内の残湯温度が所定の沸増し判断温度以下になっていると判断すると、ヒートポンプユニットによる沸き上げを行って、いわゆる湯切れが生じるのを防止していた。

ところが、上記従来の給湯装置において、貯湯タンク内の残湯温度が所定の沸増し判断温度以下であると判断された時、貯湯タンク内の上部の残湯温度と、貯湯タンク内の下部の残湯温度との差が小さい場合がある。すなわち、上記貯湯タンク内の上部の残湯温度と、貯湯タンク内の下部の残湯温度とが共に比較的高温になっている場合がある。この場合、上記ヒートポンプユニットによる沸き上げが行われると、比較的高温の残湯がヒートポンプユニットに送られるため、ヒートポンプのエネルギ効率（ＣＯＰ）が悪くなるという問題があった。

また、従来、暖房給湯装置としては、ヒートポンプと、このヒートポンプで加熱された温水を貯える貯湯タンクと、この貯湯タンク内に配置された熱交換器と、この熱交換器に接続された暖房機とを備えたものがある。

上記暖房給湯装置の暖房運転時、熱交換器を出た比較的高温の水は、暖房機に達し、この暖房機で比較的低温の水となって熱交換器に戻る。

このような暖房給湯装置に上記従来の給湯装置の湯切れ防止方法を使用しても、ヒートポンプのＣＯＰが悪くなるという問題が生じてしまう。
特開２００４−２５７６２２号公報

そこで、本発明は、貯湯タンクに貯えた温水を利用して暖房運転を行う場合に、ヒートポンプのＣＯＰを良くする適切な沸き上げ制御を可能とした暖房給湯装置を提供することを目的とする。

上記課題を解決するため、本発明の暖房給湯装置は、
ヒートポンプユニットと、
上記ヒートポンプユニットで加熱された温水を貯える貯湯タンクと、
上記貯湯タンク内に貯められた温水を上記貯湯タンク外の暖房端末を経由させた後、再び、上記貯湯タンク内に戻して循環させるための循環回路と、
上記貯湯タンク内の温水の温度を検出する第１温度センサと、
上記第１温度センサが検出した温度に基づき、上記ヒートポンプユニットの稼働を制御する制御装置と
を備え、
上記制御装置は、
上記暖房端末に温水を供給する暖房運転が行われているときに、
暖房戻り水温基準温度と、上記貯湯タンク内の温水の温度とに基づいて、上記ヒートポンプユニットの稼働を制御することを特徴としている。

ここで、上記暖房戻り水温基準温度とは、貯湯タンク内の例えば下部の温水の温度が低くなるように制御するための基準となる温度のことを指す。例えば、上記暖房戻り水温基準温度は、暖房端末から貯湯タンクへ向かって流れる温水の温度を十分に低くするため、循環回路を流れる温水の流量を制御する場合の基準となる温度として設定される。また、上記暖房戻り水温基準温度の一例としては、制御装置に予め設定されている固定のものと、外気温度などにより変動するものがある。

上記構成の暖房給湯装置によれば、暖房運転を開始すると、貯湯タンクに貯えた比較的高温の温水が循環回路を介して暖房端末へ流れ、再び、貯湯タンクに戻る。このとき、上記温水は、暖房端末で熱を放出するので、比較的低温の温水となって貯湯タンクに戻る。この比較的低温の温水は、暖房戻り水温基準温度と、貯湯タンク内の第１温度センサによる検出される貯湯タンク内の温水の温度とを用いることにより、有効利用することができる。すなわち、上記制御装置が、暖房戻り水温基準温度と、貯湯タンク内の温水の温度とに基づいて、上記ヒートポンプユニットの稼働を制御することにより、ヒートポンプユニットに比較的高温の温水が供給されるのを防ぐことができる。

したがって、上記沸き上げ運転時にヒートポンプユニットのＣＯＰを良くする適切な沸き上げ制御を行うことができる。

一実施形態の暖房給湯装置では、
上記制御装置は、
上記暖房端末に温水を供給する暖房運転が行われているときに、
上記貯湯タンク内の温水の温度が上記暖房戻り水温基準温度未満と判定したときに、上記ヒートポンプユニットの稼動を制御する。

上記実施形態の暖房給湯装置によれば、上記暖房運転時に貯湯タンク内の温度が暖房戻り水温基準温度未満と判定されたら、ヒートポンプユニットを稼動し、沸き上げ運転を行うことで、ヒートポンプユニットに比較的低温の温水を供給できるので、ヒートポンプユニットのＣＯＰを良くすることができる。

一実施形態の暖房給湯装置では、
上記制御装置は、
上記暖房端末に温水を供給する暖房運転が行われているときに、
上記貯湯タンク内の温水の温度が、上記暖房戻り水温基準温度に０〜１０℃を加えた合算温度未満と判定したときに、上記ヒートポンプユニットの稼動を制御する。

上記実施形態の暖房給湯装置によれば、上記貯湯タンク内の温水の温度が比較的高温の場合でも、暖房戻り水温基準温度（例えば３０℃）に例えば５℃を加えた合算温度を基準とすることにより、ヒートポンプユニットによる沸き上げ運転が開始するようにすることができる。すなわち、上記ヒートポンプユニットによる沸き上げ運転がなかなか開始されないといった事態を回避できる。

一実施形態の暖房給湯装置では、
外気温度を検出すると共に、上記外気温度を示す信号を上記制御装置へ出力する外気温度センサを備え、
上記制御装置は、上記外気温度センサからの信号に基づき、上記暖房戻り水温基準温度または上記合算温度を変化させる。

上記実施形態の暖房給湯装置によれば、例えば、外気温度が低い場合には、暖房負荷が上がるので、制御装置は、暖房負荷の上昇に応じて暖房戻り温度も上がるように変化させる。これにより、上記ヒートポンプユニットに、暖房負荷に応じた適切な沸き上げ運転を行わせることができる。

一実施形態の暖房給湯装置では、
上記制御装置は、
上記ヒートポンプユニットの稼働中に、予め定めた目標温度に比べて、上記第１温度センサが検出した温度が高いか否かを判定する第１温度判定手段と、
上記第１温度判定手段が、上記目標温度に比べて、上記第１温度センサが検出した温度が高いと判定したときに、上記ヒートポンプユニットを停止させる停止制御手段と
を有する。

上記実施形態の暖房給湯装置によれば、上記第１温度センサは、ヒートポンプユニットの稼働中に、貯湯タンク内の中間部または下部の温水の温度を検出する。そして、上記第１温度判定手段は、第１温度センサの出力に基づいて、貯湯タンク内の中間部または下部の温水の温度が予め定めた目標温度に比べて高いか否かを判定する。このとき、上記貯湯タンク内の中間部または下部の温水の温度は予め定めた目標温度に比べて高いと判定されると、停止制御手段がヒートポンプユニットを停止させる。これにより、上記貯湯タンク内の中間部または下部の温水を比較的低温に保つことができる。

したがって、上記ヒートポンプユニットを再稼働させるときに、貯湯タンク内の中間部または下部の比較的低温の温水をヒートポンプユニットに送って、ヒートポンプユニットのＣＯＰを高くすることができる。

一実施形態の暖房給湯装置では、
上記制御装置は、
上記暖房運転の停止中に、予め設定した設定温度に比べて、上記第１温度センサが検出した温度が低いか否かを判定する第２温度判定手段と、
上記第２温度判定手段が、上記設定温度に比べて、上記第１温度センサが検出した温度が低いと判定したときに、上記ヒートポンプユニットを稼働させる稼働制御手段と
を有する。

上記実施形態の暖房給湯装置によれば、上記暖房運転の停止中、第１温度センサが、貯湯タンク内の中間部または下部の温水の温度を検出する。そして、上記第２温度判定手段は、第１温度センサの出力に基づいて、貯湯タンク内の中間部または下部の温水の温度が予め設定した設定温度よりも低いか否かを判定する。このとき、上記貯湯タンク内の中間部または下部の温水の温度は予め設定した設定温度よりも低いと判定されると、稼働制御手段がヒートポンプユニットを稼働させる。これにより、上記ヒートポンプユニットで加熱された温水が貯湯タンクに供給される。

したがって、上記貯湯タンク内の少なくとも上部の温水の温度が極端に低くなるのを防げるので、暖房運転を開始したときに、その上部の温水を短時間で高温にして暖房端末に送ることができる。つまり、暖房運転の立ち上がり時間を短くできる。

一実施形態の暖房給湯装置では、
上記循環回路は、上記暖房端末に入る往き温水が流れる往き配管と、上記暖房端末から出る戻り温水が流れる戻り配管とを有し、
一端が上記往き配管に接続される一方、他端が上記戻り配管に接続されたバイパス流路を備える。

上記実施形態の暖房給湯装置によれば、上記バイパス流路を備えているので、暖房端末を出た戻り温水の一部がバイパス流路を介して往き配管へ流れる。

したがって、上記貯湯タンク内に流入する戻り温水の量が少なくなるので、貯湯タンク内の温水の攪拌を防ぐことができる。

また、上記貯湯タンク内の温水の攪拌を防ぐことによって、貯湯タンクの下部の温水を比較的低温に保つことができるので、貯湯タンクの下部の温水をヒートポンプユニットに送って、ヒートポンプユニットのＣＯＰを高く保つことができる。

一実施形態の暖房給湯装置では、
上記暖房端末を出て上記貯湯タンクへ向かう温水の温度を検出する第２温度センサを備え、
上記第２温度センサは、上記バイパス流路の他端が上記戻り配管に接続する点と、上記暖房端末との間に設けられている。

上記実施形態の暖房給湯装置によれば、上記第２温度センサは、バイパス流路の他端が戻り配管に接続する点と、暖房端末との間に設けられているので、暖房負荷の影響が大きく残った戻り温水の温度を検出することができる。

したがって、上記第２温度センサの出力に基づいて、暖房負荷を正確に判定することができる。

一実施形態の暖房給湯装置では、
上記ヒートポンプユニットは、冷媒が循環する冷媒回路を有し、
上記冷媒はＣＯ_２冷媒である。

上記実施形態の暖房給湯装置によれば、上記ヒートポンプユニットがＣＯ_２冷媒を使用するので、比較的低温の温水を効率良く加熱することができる。

本発明の暖房給湯装置によれば、制御装置は、暖房端末に温水を供給する暖房運転が行われているときに、暖房戻り水温基準温度と、貯湯タンク内の温水の温度とに基づいて、ヒートポンプユニットの稼働を制御することによって、ヒートポンプユニットに比較的低温の温水が供給できるので、ヒートポンプユニットのＣＯＰを良くする適切な沸き上げ制御を行うことができる。

以下、本発明の暖房給湯装置を図示の実施の形態により詳細に説明する。

図１は、本発明の一実施の形態の暖房給湯装置の構成を示す模式図である。

上記暖房給湯装置は、ヒートポンプユニット１、貯湯タンク２、給湯用熱交換器３および暖房用循環回路４を備えている。なお、上記給湯用熱交換器３は熱交換器の一例であり、暖房用循環回路４は循環回路の一例である。

上記ヒートポンプユニット１は冷媒回路１６および電動送風機１７を備え、貯湯タンク２内の水を沸き上げて温水にする。

上記冷媒回路１６は、蒸発器１１、圧縮機１２、凝縮器（水冷媒熱交換器）１３、過冷却熱交換器１４および膨張弁１５を有している。この冷媒回路１６ではＣＯ_２冷媒が循環する。

上記ＣＯ_２冷媒は、蒸発器１１において、電動送風機１７から送られた空気中の熱を吸収してガス化する。そして、上記ＣＯ_２冷媒は、圧縮機１２で圧縮されて高温となった後、凝縮器１３に到達して熱を放出する。これにより、上記ＣＯ_２冷媒は、凝縮器１３に入る前に比べて低温となって、過冷却熱交換器１４へ向かって流れる。そして、上記ＣＯ_２冷媒は、その過冷却熱交換器１４でさらに冷却された後、膨張弁１５を経て、蒸発器１１に戻る。

また、上記ヒートポンプユニット１は、沸き上げ用循環回路５を介して貯湯タンク２と接続されている。

上記沸き上げ用循環回路５には、沸き上げ用循環ポンプ５１および沸き上げ用三方弁５２が設けられている。そして、上記沸き上げ用循環回路５は、第２暖房往き接続口４２と、沸き上げ用の供給口５３と、凍結防止水戻し接続口５４とに接続されている。

上記供給口５３は貯湯タンク２の下部に設けられている。これにより、上記貯湯タンク２内の下部領域にある比較的低温の温水を、供給口５３を介して沸き上げ用循環ポンプ５１に供給することができる。

上記沸き上げ用循環ポンプ５１は、貯湯タンク２内の下部領域にある比較的低温の温水を吸い込み、この吸い込んだ比較的低温の温水を凝縮器１３へ向けて吐出する。

上記凝縮器１３ではＣＯ_２冷媒と温水とが熱交換されて、その温水が高温になる。この凝縮器１３を出た高温の温水は沸き上げ用三方弁５２へ向かう。

上記沸き上げ用三方弁５２は、給湯運転中および暖房運転中、凝縮器１３からの高温の温水を、第２暖房往き接続口４２を介して貯湯タンク２内の上部領域に流す。したがって、第２暖房往き接続口４２は、貯湯タンク２の供給口５３から流出してヒートポンプユニット１の凝縮器１３を出た後の温水が戻る沸き上げ戻り接続口となっている。貯湯タンク２内の温水は、上側に高温の温水、下側に比較的低温の温水が位置するように湯層（温度分布）が形成されている。なお、ヒートポンプユニット１の起動時などの際に、まだヒートポンプユニット１の凝縮器１３から出る温水が十分に高温となっていない場合、該温水は第２暖房往き接続口４２ではなく、凍結防止水戻し接続口５４を介して貯湯タンク２に戻されるように三方弁５２が制御される。したがって、凍結防止水戻し接続口５４は、温水が十分に高温でない場合の第２の沸き上げ戻り接続口となっている。このように、温水の温度により戻り口を切り替えるのは、十分に高温になっていない温水を貯湯タンク２の上部に戻すと貯湯タンク２内の温度分布が乱れる可能性があり、これを防止するためである。この三方弁の切り替えは凝縮器１３と三方弁５２との間に設けられた温度センサ（図示せず）の出力に基づいて行われる。また、上記沸き上げ用三方弁５２は、凍結防止運転中には、供給口５３から沸き上げ用循環回路５を介して流れてきた温水を、凍結防止水戻し接続口５４を介して貯湯タンク２内の下部領域に流す。なお、上記凍結防止運転は沸き上げ運転の停止中に行われる。

上記貯湯タンク２はヒートポンプユニット１で加熱された温水を貯える。また、上記貯湯タンク２内の上下方向の略中央部にはヒータ６を配置していて、このヒータ６は貯湯タンク２内の温水を直接加熱する。

上記給湯用熱交換器３は、図２に示すように、コイル状のパイプから成って、貯湯タンク２内の下部領域から上部領域に渡って配置されている。給湯水は給湯用熱交換器３内を流れることによって加熱される。より詳しくは、上記給湯水は、貯湯タンク２の下部から貯湯タンク２内に入って、貯湯タンク２内の下部領域に配置された給湯用熱交換器３を上方に向かって流れる。そして、上記給湯水は、貯湯タンク２内の上部領域に配置された給湯用熱交換器３を上方に向かって流れた後、貯湯タンク２の上部から貯湯タンク２外に出る。なお、貯湯タンク２内の上下方向の中央部にはヒータ６が配置されており、給湯用熱交換器３は該ヒータ６を跨ぐように配置されている（上部コイル部３ａ、下部コイル部３ｂ）。このヒータ６により、貯湯タンク２の上部により高温の温水を貯湯することができる。なお、図２の４０は犠牲陽極である。

また、上記給湯水の温度を設定温度に調整するために、給湯用混合弁３１を開いて、貯湯タンク２から出た給湯水と、貯湯タンク２に流入する前の給湯水とを混ぜ合わせる。これにより、上記貯湯タンク２から出た給湯水の温度を下げることができる。

上記暖房用循環回路４は、貯湯タンク２内に貯められた温水を貯湯タンク２外の複数のラジエタ８を経由させた後、再び、貯湯タンク２内に戻して循環させるためのものである。そして、上記暖房用循環回路４は、第１，第２暖房往き接続口４１，４２と暖房戻り接続口４３とに接続されている。なお、上記ラジエタ８は暖房端末の一例である。

上記第１暖房往き接続口４１は、貯湯タンク２内の温水を取り出すためのものである。この第１暖房往き接続口４１は、貯湯タンク２の上下方向の略中央部に設けられて、ヒータ６近傍かつ上方に位置している。これにより、上記ヒータ６で加熱された直後の温水を、第１暖房往き接続口４１から取り出し、複数のラジエタ８に送ることができる。なお、図２に示すように、第１暖房往き接続口４１から取り出された温水は配管４１ａを介して貯湯タンク２の上面から流出するように構成されている。

上記第２暖房往き接続口４２も、上記第１暖房往き接続口４１と同様に、貯湯タンク２内の温水を取り出すためのものである。この第２暖房往き接続口４２は貯湯タンク２の上部に設けられている。これにより、上記貯湯タンク２内の上部領域の温水を、第２暖房往き接続口４２から取り出し、複数のラジエタ８へ送ることができる。また、上記第２暖房往き接続口４２は沸き上げ戻り接続口を兼用している。

上記各ラジエタ８は、貯湯タンク２から流れてきた温水の熱を直接取り出し、室内に放出する。そして、上記温水は、低温となり、各ラジエタ８を出て、暖房戻り接続口４３へ向かって流れる。

上記暖房戻り接続口４３は貯湯タンク２の下部に設けられている。これにより、上記暖房戻り接続口４３から出た温水を、貯湯タンク２内の下部領域の温水と混ぜることができる。

上記暖房用循環回路４は、往き温水が流れる往き配管１０１と、戻り温水が流れる戻り配管１０２とを有している。上記往き配管１０１には、暖房用混合弁４５、往き温度検出部４６、暖房用循環ポンプ４８および暖房用三方弁４９が設けられている。一方、上記戻り配管１０２には戻り温度検出部４７が設けられている。ここで、上記往き温水とは、暖房用循環回路４を流れてラジエタ８へ入る温水のことである。また、上記戻り温水とは、ラジエタ８で放熱してラジエタ８から出る温水のことである。なお、上記戻り温度検出部４７は第２温度センサの一例である。

上記往き配管１０１と戻り配管１０２とはバイパス配管４４を介して互いに連通可能となっている。つまり、上記バイパス配管４４は、一端が往き配管１０１に接続されている一方、他端が戻り配管１０２に接続されている。なお、上記バイパス配管４４はバイパス流路の一例である。

上記バイパス配管４４は、ラジエタ８から暖房戻り接続口４３へ流れる温水の一部を暖房用混合弁４５へ案内する。

上記暖房用混合弁４５は、貯湯タンク２からの温水が流入する入口と、バイパス配管４４からの温水が流入する入口とを有している。詳しくは後述するが、上記暖房用混合弁４５の各入口の開度は制御部７によって調節される。なお、上記制御部７は制御装置の一例である。

上記往き温度検出部４６は、バイパス配管４４の一端が往き配管１０１に接続する点と、ラジエタ８との間に設けられている。そして、上記往き温度検出部４６は、暖房用混合弁４５を出てラジエタ８へ向かう往き温水の温度を検出し、この温度を示す信号を制御部７に送る。

上記戻り温度検出部４７は、バイパス配管４４の他端が戻り配管１０２に接続する点と、ラジエタ８との間に設けられている。そして、上記戻り温度検出部４７は、ラジエタ８を出てバイパス配管４４の他端へ向かう戻り温水の温度を検出し、この温度を示す信号を制御部７に送る。

上記制御部７は、外気温度センサ１８から、外気温度を示す信号を受けると共に、室内温度センサ（図示せず）から、室内温度を示す信号を受ける。そして、上記制御部７は、外気温度センサ１８および第１，第２温度センサ４６，４７からの信号に基づき、暖房用混合弁４５の２つの入口の夫々の開度を調節したり、暖房用循環ポンプ４８の回転数を調節したりする。例えば、外気温度が高い時は、暖房用混合弁４５の開口度を調節することによって、バイパス配管４４から往き配管１０１への温水流入量を増加させて往き温水の温度を下げたり、暖房用循環ポンプ４８の回転数を下げることによって、循環する温水の流速を遅くして戻り温水の温度を下げたりする。一方、外気温度が低い時は、暖房用混合弁４５の開口度を調節することによって、バイパス配管４４から往き配管１０１への温水流入量を減少させて往き温水の温度を上げたり、暖房用循環ポンプ４８の回転数を上げることによって、循環する温水の流速を速くして戻り温水の温度を上げたりする。

上記暖房用循環ポンプ４８は、第２暖房往き接続口４２または第１暖房往き接続口４１を介して貯湯タンク２内の温水を吸い込み、複数のラジエタ８に向けて吐出する。

上記暖房用三方弁４９は、貯湯タンク２内の温水の高温領域が第１暖房往き接続口４１近傍に存在している場合、第１暖房往き接続口４１から温水を取り出す。また、上記暖房用三方弁４９は、貯湯タンク２内の温水の高温領域が第１暖房往き接続口４１近傍に存在していない場合、第２暖房往き接続口４２から温水を取り出す。この暖房用三方弁４９の切り替えは制御部７によって行われる。つまり、上記制御部７は、貯湯タンク２内の各部の温水の温度を検出するための複数の温度センサからの信号に基づいて、暖房用三方弁４９の切り替えを行う。

図３は図１の簡略図である。なお、図３では給湯用混合弁３１や暖房用三方弁４９などの一部を図示を省略している。

上記貯湯タンク２内の各部の温水の温度を検出するため、タンクサーミスタ６１〜６４を貯湯タンク２に設けている。より詳しくは、上記貯湯タンク２内の領域を上下方向に４つに等分割した場合、上から１番目の領域（上部領域）にある温水の温度はタンクサーミスタ６１で、上から２番目の領域（中間部上側領域）にある温水の温度はタンクサーミスタ６２で、上から３番目の領域（中間部下側領域）にある温水の温度はタンクサーミスタ６３で、上から４番目の領域（下部領域）にある温水の温度はタンクサーミスタ６４で検出できるようになっている。そして、上記タンクサーミスタ６１〜６４は、それぞれ、検出した温度を示す信号を制御部７へ出力する。なお、上記タンクサーミスタ６４は第１温度センサの一例である。

上記構成の暖房給湯装置によれば、上記バイパス配管４４の一端を往き配管１０１に接続し、かつ、バイパス配管４４の他端を戻り配管１０２に接続しているので、ラジエタ８を出た戻り温水の一部をバイパス配管４４を介して往き配管１０１へ流すことができる。

したがって、上記貯湯タンク２内に流入する戻り温水の量が少なくなるので、貯湯タンク２内の温水の攪拌を防ぐことができる。

また、上記貯湯タンク２内の温水の攪拌を防ぐことによって、貯湯タンク２の下部の温水を比較的低温に保つことができるので、貯湯タンク２内の下部の温水をヒートポンプユニット１に送って、ヒートポンプユニット１のＣＯＰを高く保つことができる。

また、上記戻り温度検出部４７は、バイパス配管４４の他端が戻り配管に接続する点と、ラジエタ８との間に設けられているので、暖房負荷の影響が大きく残った戻り温水の温度を検出することができる。

したがって、上記戻り温度検出部４７の出力に基づいて、暖房負荷を正確に判定することができる。

また、上記制御部７の運転制御によっても、ヒートポンプユニット１のＣＯＰを高く保つことができる。以下、図４，図５のフローチャートを用いて、上記制御部７の運転制御について説明する。

上記暖房給湯装置の電源がＯＮされると、運転が開始し、まず、ステップＳ１で、暖房運転がＯＮされているか否かを判定する。このステップＳ１で、暖房運転がＯＮされていると判定すると、ステップＳ２に進む。一方、上記ステップＳ１で、暖房運転がＯＮされていないと判定すると、図５のステップＳ１１に進む。

上記ステップＳ２に進んだ場合、制御部７は、タンクサーミスタ６４および戻り温度検出部４７の出力に基づき、戻り温度検出部４７が検出した温度Ｔｒから定まる第１目標温度Ｔｒ＋αに比べて、タンクサーミスタ６４が検出した温度が低いか否かを判定する。つまり、上記ステップＳ２では、戻り配管１０２内の温水の温度（以下、「戻り温水温度」と言う。）Ｔｒに所定温度α（０≦α≦５を満たす温度）を加えた第１目標温度Ｔｒ＋αに比べて、貯湯タンク２内の下部領域にある温水の温度（以下、「タンク内温水温度Ｔｈ」と言う。）が低いか否かを判定する。このステップＳ２で、タンク内温水温度Ｔｈは第１目標温度Ｔｒ＋αよりも低いと判定すると、ステップＳ３に進む。一方、上記ステップＳ２で、タンク内温水温度Ｔｈは第１目標温度Ｔｒ＋αよりも低くないと判定すると、ステップＳ１に戻る。

次に、ステップＳ３で、ヒートポンプユニット１をＯＮにして、貯湯タンク２内の温水を沸き上げる。

次に、ステップＳ４で、予め定めた第２目標温度Ｔｏに比べて、タンク内温水温度Ｔｈが高いか否かを判定する。このステップＳ４で、タンク内温水温度Ｔｈは第２目標温度Ｔｏよりも高いと判定すると、ステップＳ５に進む。一方、上記ステップＳ４で、タンク内温水温度Ｔｈは第２目標温度Ｔｏよりも高くないと判定すると、ステップＳ４を再度行う。なお、上記第２目標温度はユーザインターフェイスにより任意に設定できる。この第２目標温度は目標温度の一例である。また、上記ステップＳ４は第１温度判定手段の一例である。

次に、ステップＳ５で、ヒートポンプユニット１をＯＦＦにする。つまり、上記ヒートポンプユニット１による沸き上げ運転を停止する。なお、上記ステップＳ５は停止制御手段の一例である。

次に、ステップＳ６で、暖房運転がＯＦＦされているか否かを判定する。このステップＳ６で、暖房運転がＯＦＦされていると判定すると、図５のステップＳ１１に進む。一方、上記ステップＳ６で、暖房運転がＯＦＦされていないと判定すると、ステップＳ２に戻る。

上記ステップＳ１１に進んだ場合、第２目標温度Ｔｏから所定温度α（０≦α≦５を満たす温度）を引いた設定温度Ｔｏ−αに比べて、タンク内温水温度Ｔｈが低いか否かについて判定する。このステップＳ１１で、タンク内温水温度Ｔｈは設定温度Ｔｏ−αよりも低いと判定すると、ステップＳ１２に進む。なお、上記所定温度αは制御部７に予め記憶されている。一方、上記ステップＳ１１で、タンク内温水温度Ｔｈは設定温度Ｔｏ−αよりも低くないと判定すると、ステップＳ１に戻る。なお、上記ステップＳ１１は第２温度判定手段の一例である。

次に、ステップＳ１２で、ヒートポンプユニット１をＯＮにして、貯湯タンク２内の温水を沸き上げる。なお、上記ステップＳ１２が稼働制御手段の一例である。

次に、ステップＳ１３で、予め定めた第２目標温度Ｔｏに比べて、タンク内温水温度Ｔｈが高いか否かを判定する。このステップＳ１３で、タンク内温水温度Ｔｈは第２目標温度Ｔｏよりも高いと判定すると、ステップＳ５に進む。一方、上記ステップＳ１３で、タンク内温水温度Ｔｈは第２目標温度Ｔｏよりも高くないと判定すると、ステップＳ１３を再度行う。なお、上記第２目標温度はユーザインターフェイスにより任意に設定できる。

このように、上記ステップＳ２で、第１目標温度Ｔｒ＋αよりもタンク内温水温度Ｔｈの方が低いと判定されたとき、貯湯タンク２内の下部領域にある温水の温度は比較的低温となっている。

したがって、上記ステップＳ２で、第１目標温度Ｔｒ＋αよりもタンク内温水温度Ｔｈの方が低いと判定されることによって、ステップＳ３で、ヒートポンプユニット１がＯＮになると、貯湯タンク２内の下部領域にある比較的低温の温水がヒートポンプユニット１に供給されるので、ヒートポンプユニットのＣＯＰを高くすることができる。

また、上記ステップＳ４で、タンク内温水温度Ｔｈは第２目標温度Ｔｏよりも高いと判定すると、ステップＳ５で、ヒートポンプユニット１をＯＦＦにするので、貯湯タンク２内の下部の温水を比較的低温に保つことができる。

また、上記ステップＳ１１で、タンク内温水温度Ｔｈは設定温度Ｔｏ−αよりも低いと判定すると、ステップＳ１２で、ヒートポンプユニット１をＯＮにするので、暖房運転の停止中であっても、貯湯タンク２内の温水の温度が極端に低くならない。

したがって、暖房運転を開始した際、貯湯タンク２からラジエタ８に高温の温水を短時間で供給することができる。つまり、暖房運転の立ち上がり時間を短くできる。

上記実施の形態では、ステップＳ２，Ｓ１１において、所定温度αを０℃以上５℃以下としていたが、所定温度αを０℃以上１０℃以下としてもよい。

上記実施の形態では、ステップＳ２と同じ所定温度αをステップＳ１１で用いていたが、ステップＳ２と異なる所定温度をステップＳ１１で用いてもよい。

上記実施の形態では、図４，図５のフローチャートの制御に、タンクサーミスタ６４および戻り温度検出部４７の出力を用いていたが、タンクサーミスタ６３および戻り温度検出部４７の出力を用いてもよい。つまり、上記実施の形態において、タンクサーミスタ６４の出力の代わりに、タンクサーミスタ６３の出力を用いてもよい。この場合、上記タンクサーミスタ６３が第１温度センサの一例となる。

上記実施の形態において、制御部７は、貯湯タンク２内の上部領域、中間部上側領域、中間部下側領域および下部領域の下部領域の温水の温度を示す信号に基づいて、暖房用混合弁４５、往き温度検出部４６、暖房用循環ポンプ４８および暖房用三方弁４９を制御してもよい。

上記実施の形態では、ステップＳ２において、制御部７は、第１目標温度Ｔｒ＋αに比べて、タンク内温水温度Ｔｈが低いか否かを判定していたが、暖房戻り水温基準温度に比べて、タンク内温水温度Ｔｈが低いか否かを判定してもよい。このような判定を行う場合、制御部７によって、タンク内温水温度Ｔｈは暖房戻り水温基準温度に比べて低いと判定されると、ステップＳ３に進む。一方、上記制御部７によって、タンク内温水温度Ｔｈは暖房戻り水温基準温度に比べて低くないと判定されると、ステップＳ１に戻る。ここで、上記暖房戻り水温基準温度が制御部７に手動で設定される時、ユーザがリモコンに設定するリモコン設定値が暖房戻り水温基準温度となる。また、上記暖房戻り水温基準温度について制御部７に自動で設定される時は、外気温度に基づいて設定され、検出中の外気温度が低いほど、暖房戻り水温基準温度は高くなるように設定される。

上記実施の形態では、ステップＳ２において、制御部７は、第１目標温度Ｔｒ＋αに比べて、タンク内温水温度Ｔｈが低いか否かを判定していたが、暖房戻り水温基準温度に０〜１０℃を加えた合算温度に比べて、タンク内温水温度Ｔｈが低いか否かを判定してもよい。このような判定を行う場合、制御部７によって、タンク内温水温度Ｔｈは合算温度に比べて低いと判定されると、ステップＳ３に進む。一方、上記制御部７によって、タンク内温水温度Ｔｈは合算温度に比べて低くないと判定されると、ステップＳ１に戻る。また、上記暖房戻り水温基準温度について制御部７に自動で設定される時は、外気温度に基づいて設定され、検出中の外気温度が低いほど、暖房戻り水温基準温度は高くなるように設定される。

図１は本発明の一実施の形態の暖房給湯装置の模式図である。 図２は貯湯タンクおよびその近傍の詳細を示す断面図である。 図３は図１の簡略図である。 図４は上記暖房給湯装置の制御フローチャートである。 図５は上記暖房給湯装置の制御フローチャートである。

符号の説明

１ ヒートポンプユニット
２ 貯湯タンク
３ 給湯用熱交換器
４ 暖房用循環回路
７ 制御部
８ ラジエタ
４４ バイパス配管
４７ 戻り温度検出部
６３，６４ タンクサーミスタ
１０１ 往き配管
１０２ 戻り配管

Claims (9)

1. ヒートポンプユニット(１)と、
   上記ヒートポンプユニット(１)で加熱された温水を貯える貯湯タンク(２)と、
   上記貯湯タンク(２)内に貯められた温水を上記貯湯タンク(２)外の暖房端末(８)を経由させた後、再び、上記貯湯タンク(２)内に戻して循環させるための循環回路(４)と、
   上記貯湯タンク(２)内の温水の温度(Ｔｈ)を検出する第１温度センサ(６３，６４)と、
   上記第１温度センサ(６３，６４)が検出した温度(Ｔｈ)に基づき、上記ヒートポンプユニット(１)の稼働を制御する制御装置(７)と
   を備え、
   上記制御装置(７)は、
   上記暖房端末(８)に温水を供給する暖房運転が行われているときに、
   暖房戻り水温基準温度と、上記貯湯タンク(２)内の温水の温度(Ｔｈ)とに基づいて、上記ヒートポンプユニット(１)の稼働を制御することを特徴とする暖房給湯装置。
2. 請求項１に記載の暖房給湯装置において、
   上記制御装置(７)は、
   上記暖房端末(８)に温水を供給する暖房運転が行われているときに、
   上記貯湯タンク(２)内の温水の温度(Ｔｈ)が上記暖房戻り水温基準温度未満と判定したときに、上記ヒートポンプユニット(１)の稼動を制御することを特徴とする暖房給湯装置。
3. 請求項１または２に記載の暖房給湯装置において、
   上記制御装置(７)は、
   上記暖房端末(８)に温水を供給する暖房運転が行われているときに、
   上記貯湯タンク(２)内の温水の温度(Ｔｈ)が、上記暖房戻り水温基準温度に０〜１０℃を加えた合算温度未満と判定したときに、上記ヒートポンプユニット(１)の稼動を制御することを特徴とする暖房給湯装置。
4. 請求項３に記載の暖房給湯装置において、
   外気温度を検出すると共に、上記外気温度を示す信号を上記制御装置(７)へ出力する外気温度センサ(１８)を備え、
   上記制御装置(７)は、上記外気温度センサ(１８)からの信号に基づき、上記暖房戻り水温基準温度または上記合算温度を変化させることを特徴とする暖房給湯装置。
5. 請求項１から４までのいずれか一項に記載の暖房給湯装置において、
   上記制御装置(７)は、
   上記ヒートポンプユニット(１)の稼働中に、予め定めた目標温度(Ｔｏ)に比べて、上記第１温度センサ(６３，６４)が検出した温度(Ｔｈ)が高いか否かを判定する第１温度判定手段(Ｓ４)と、
   上記第１温度判定手段(Ｓ４)が、上記目標温度(Ｔｏ)に比べて、上記第１温度センサ(６３，６４)が検出した温度(Ｔｈ)が高いと判定したときに、上記ヒートポンプユニット(１)を停止させる停止制御手段(Ｓ５)と
   を有することを特徴とする暖房給湯装置。
6. 請求項１から５までのいずれか一項に記載の暖房給湯装置において、
   上記制御装置(７)は、
   上記暖房運転の停止中に、予め設定した設定温度(Ｔｏ−α)に比べて、上記第１温度センサ(６３，６４)が検出した温度(Ｔｈ)が低いか否かを判定する第２温度判定手段(Ｓ１１)と、
   上記第２温度判定手段(Ｓ１１)が、上記設定温度(Ｔｏ−α)に比べて、上記第１温度センサ(６３，６４)が検出した温度(Ｔｈ)が低いと判定したときに、上記ヒートポンプユニット(１)を稼働させる稼働制御手段(Ｓ１２)と
   を有することを特徴とする暖房給湯装置。
7. 請求項１から６までのいずれか一項に記載の暖房給湯装置において、
   上記循環回路(４)は、上記暖房端末(８)に入る往き温水が流れる往き配管(１０１)と、上記暖房端末(８)から出る戻り温水が流れる戻り配管(１０２)とを有し、
   一端が上記往き配管(１０１)に接続される一方、他端が上記戻り配管(１０２)に接続されたバイパス流路(４４)を備えたことを特徴とする暖房給湯装置。
8. 請求項１から７までのいずれか一項に記載の暖房給湯装置において、
   上記暖房端末(８)を出て上記貯湯タンク(２)へ向かう温水の温度(Ｔｒ)を検出する第２温度センサ(４７)を備え、
   上記第２温度センサ(４７)は、上記バイパス流路(４４)の他端が上記戻り配管(１０２)に接続する点と、上記暖房端末(８)との間に設けられていることを特徴とする暖房給湯装置。
9. 請求項１から８までのいずれか一項に記載の暖房給湯装置において、
   上記ヒートポンプユニット(１)は、冷媒が循環する冷媒回路(１６)を有し、
   上記冷媒はＣＯ_２冷媒であることを特徴とする暖房給湯装置。

Images