JP2019190701A - 貯湯式給湯装置 - Google Patents

Abstract

【課題】中温取出切替弁を切り替える際に、目標温度よりも高い温度の湯が供給されることを確実に防止することができる貯湯式給湯装置を提供する。【解決手段】中温取出切替弁５３は、貯湯タンク８から中温配管５１を通って供給される中温水が流入する中温入口５３ａと、中温水よりも温度の低い低温水が流入する低温入口５３ｂと、水出口５３ｃとを有し、中温入口５３ａを水出口５３ｃへ連通させる中温位置と、低温入口を水出口５３ｃへ連通させる低温位置とに流路を切り替え可能である。給湯用混合弁２２は、貯湯タンク８からの高温水と、中温取出切替弁５３の水出口５３ｃからの水とを混合する。制御部３６は、中温取出切替弁５３を低温位置から中温位置へ切り替える際には、中温取出切替弁５３を切り替える前に、給湯用混合弁２２の開度を、高温水温度と中温水温度とに基づいて決められた開度である混合開度に調整する。【選択図】図１

Description

本発明は、貯湯式給湯装置に関する。

貯湯タンクに貯えた湯を浴槽などへ供給する機能を有する貯湯式給湯装置が広く用いられている。貯湯タンクの中間部に溜まる中温水は、沸き上げ効率を低下させる要因になる。沸き上げ効率の低下を抑制するために、貯湯タンクの中間部から中温水を取り出して給湯に利用するための中温取出切替弁を備えた貯湯式給湯装置がある。

特開２０１７−１３３７８９号公報

中温取出切替弁を切り替えると、混合弁に供給される温水の温度が変化するため、給湯温度が変動する可能性がある。その際、目標温度よりも高い温度の湯が供給されることは望ましくない。

本発明は、上述のような課題を解決するためになされたもので、中温取出切替弁を切り替える際に、目標温度よりも高い温度の湯が供給されることを確実に防止することができる貯湯式給湯装置を提供することを目的とする。

本発明に係る貯湯式給湯装置は、水を加熱する加熱手段と、加熱手段により加熱された温水を貯留する貯湯タンクと、貯湯タンクに連通する高温配管と、高温配管よりも低い位置で貯湯タンクに連通する中温配管と、貯湯タンクから中温配管を通って供給される温水である中温水が流入する中温入口と、中温水よりも温度の低い低温水が流入する低温入口と、水出口とを有し、中温入口を水出口へ連通させる中温位置と、低温入口を水出口へ連通させる低温位置とに流路を切り替え可能な中温取出切替弁と、貯湯タンクから高温配管を通って供給される温水である高温水が流入する湯側入口と、中温取出切替弁の水出口からの水が流入する水側入口と、湯側入口から流入した高温水と水側入口から流入した水とが混合した温水である混合温水が出る湯出口とを有する混合弁と、中温水の温度である中温水温度を検出する中温水温度センサと、高温水の温度である高温水温度を検出する高温水温度センサと、中温取出切替弁及び混合弁を制御する制御手段とを備え、制御手段は、中温取出切替弁を低温位置から中温位置へ切り替える際には、中温取出切替弁を切り替える前に、混合弁の開度を、高温水温度と中温水温度とに基づいて決められた開度である混合開度に調整し、中温取出切替弁の切り替えが要求されるときに、加熱手段により貯湯タンクの水を加熱する沸上運転が実行中の場合には、制御手段は、中温取出切替弁の切り替えを禁止するものである。
また、本発明に係る貯湯式給湯装置は、水を加熱する加熱手段と、加熱手段により加熱された温水を貯留する貯湯タンクと、貯湯タンクに連通する高温配管と、高温配管よりも低い位置で貯湯タンクに連通する中温配管と、貯湯タンクから中温配管を通って供給される温水である中温水が流入する中温入口と、中温水よりも温度の低い低温水が流入する低温入口と、水出口とを有し、中温入口を水出口へ連通させる中温位置と、低温入口を水出口へ連通させる低温位置とに流路を切り替え可能な中温取出切替弁と、貯湯タンクから高温配管を通って供給される温水である高温水が流入する湯側入口と、中温取出切替弁の水出口からの水が流入する水側入口と、湯側入口から流入した高温水と水側入口から流入した水とが混合した温水である混合温水が出る湯出口とを有する混合弁と、低温水の温度である低温水温度を検出する低温水温度センサと、高温水の温度である高温水温度を検出する高温水温度センサと、中温取出切替弁及び混合弁を制御する制御手段とを備え、制御手段は、中温取出切替弁を中温位置から低温位置へ切り替える際には、中温取出切替弁を切り替えた後に、混合弁の開度を、高温水温度と低温水温度とに基づいて決められた開度である混合開度に調整し、中温取出切替弁の切り替えが要求されるときに、加熱手段により貯湯タンクの水を加熱する沸上運転が実行中の場合には、制御手段は、中温取出切替弁の切り替えを禁止するものである。

本発明によれば、中温取出切替弁を切り替える際に、目標温度よりも高い温度の湯が供給されることを確実に防止することが可能となる。

実施の形態１による貯湯式給湯装置を示す図である。 中温取出切替弁を低温位置から中温位置へ切り替える際に制御部が行う処理を示すフローチャートである。 比較例の制御を説明するためのタイミングチャートである。 実施の形態１による制御を説明するためのタイミングチャートである。 中温取出切替弁を中温位置から低温位置へ切り替える際に制御部が行う処理を示すフローチャートである。 比較例の制御を説明するためのタイミングチャートである。 実施の形態１による制御を説明するためのタイミングチャートである。 給湯温度が変動する可能性があることの情報を報知するためのリモコンの表示部の表示例を示す図である。

以下、図面を参照して実施の形態について説明する。各図において共通または対応する要素には、同一の符号を付して、重複する説明を簡略化または省略する。

実施の形態１．
図１は、実施の形態１による貯湯式給湯装置を示す図である。図１に示すように、本実施の形態の貯湯式給湯装置３５は、冷凍サイクルであるヒートポンプサイクルを利用するＨＰユニット７と、貯湯タンク８を有するタンクユニット３３と、リモコン４４とを備える。ＨＰユニット７は、水を加熱する加熱手段に相当する。図示の構成では、貯湯式給湯装置３５の動作を制御する制御手段に相当する制御部３６がタンクユニット３３に内蔵されている。

リモコン４４は、貯湯式給湯装置３５の制御部３６に対し、双方向にデータ通信可能に接続されている。リモコン４４は、ユーザーインターフェースの例である。制御部３６とリモコン４４との間の通信は、有線通信でも無線通信でもよい。リモコン４４は、浴室に設置されてもよい。リモコン４４は、台所に設置されてもよい。異なる場所に複数のリモコン４４が設置されてもよい。リモコン４４のほかに、例えばスマートフォンのような携帯情報端末が貯湯式給湯装置３５のユーザーインターフェースとして使用可能でもよい。

リモコン４４は、表示部４４ａ、操作部４４ｂ、及び音発生部４４ｃを備える。表示部４４ａは、例えば、液晶ディスプレイまたは有機ＥＬディスプレイでもよい。表示部４４ａは、例えば、貯湯式給湯装置３５の状態に関する情報、貯湯式給湯装置３５の設定内容に関する情報などを表示できる。操作部４４ｂは、使用者が操作するためのボタン、ダイヤル、キーなどを含んでもよい。表示部４４ａは、操作部の機能を兼ね備えるタッチスクリーンでもよい。音発生部４４ｃは、スピーカを備えており、情報を報知するための音（音声を含む）を発生可能である。表示部４４ａ及び音発生部４４ｃは、報知手段に相当する。使用者は、操作部４４ｂを操作することで、給湯温度の設定を変更することができる。設定された給湯温度の値は、表示部４４ａに表示される。以下の説明では、使用者が設定した給湯温度を「目標温度」と称する。

ＨＰユニット７とタンクユニット３３との間は、ＨＰ往き管１４とＨＰ戻り管１５と図示しない電気配線とを介して接続されている。タンクユニット３３及びＨＰユニット７が備える弁類、ポンプ類のような各種のアクチュエータの作動は、これらと電気的に接続された制御部３６により制御される。

ＨＰユニット７は、圧縮機２、水冷媒熱交換器３、膨張弁４、及び空気熱交換器６を冷媒管５にて環状に接続した冷媒回路による冷凍サイクルを備えている。水冷媒熱交換器３は、圧縮機２により圧縮された高温高圧の冷媒と、タンクユニット３３から導かれた水との間で熱を交換する熱交換器である。貯湯式給湯装置３５は、沸上運転を実施できる。沸上運転は、ＨＰユニット７により貯湯タンク８の水を加熱する運転である。空気熱交換器６は、大気の熱を低圧冷媒に吸収させる熱交換器である。ＨＰユニット７は、外気を空気熱交換器６へ送風する送風機（図示省略）を備えていてもよい。

タンクユニット３３には、以下の各種部品及び配管などが内蔵されている。貯湯タンク８は、湯水を貯留するためのものである。温度による水の密度の違いにより、貯湯タンク８内には、上側が高温で下側が低温の温度成層を形成できる。貯湯タンク８の下部に設けられた水導入口８ａには、第３給水管９ｃが接続されている。水道等の水源から供給される水は、減圧弁３１で所定圧力に調圧された上で、第３給水管９ｃを通って貯湯タンク８内に流入する。貯湯タンク８の上部に設けられた温水導入出口８ｄには、送湯管１３及び高温配管２１が接続されている。送湯管１３及び高温配管２１は、温水導入出口８ｄにて貯湯タンク８に連通する。貯湯タンク８は、図示のような単一のタンクで構成されるものに限らず、管を介して直列に接続された複数のタンクを備えるものでもよい。以下の説明で、貯湯タンク８における高さ方向すなわち上下方向の位置に関して言及するが、直列に接続された複数のタンクを貯湯タンク８が備えるものである場合には、最上位のタンクから最下位のタンクまでの全体の階層において、上下方向の位置が特定されるものとする。

沸上運転において、ＨＰユニット７を用いて加熱された高温湯が温水導入出口８ｄから貯湯タンク８内に流入し、貯湯タンク８内で上から下に向かって徐々に高温の湯が蓄積されていく。貯湯タンク８の表面には、複数の貯湯温度センサ４２，４３，５２が高さを変えて取り付けられている。制御部３６は、これら貯湯温度センサ４２，４３，５２で貯湯タンク８内の湯水の温度分布を検出することにより、貯湯タンク８内の貯湯量及び蓄熱量を検出できる。制御部３６は、検出された貯湯タンク８内の貯湯量または蓄熱量に応じて、沸上運転の開始及び停止などを制御してもよい。図示の例では、３個の貯湯温度センサ４２，４３，５２を設けているが、さらに多くの貯湯温度センサを設けてもよい。

タンクユニット３３内には、循環ポンプ１２及び風呂用熱交換器２０が内蔵されている。循環ポンプ１２は、各種の配管に湯水を循環させるためのポンプであり、ＨＰ往き管１４上に設けられている。風呂用熱交換器２０は、貯湯タンク８またはＨＰユニット７から供給される高温の湯を利用して、２次側の加熱対象水（浴槽水または暖房用水など）を加熱するための熱交換器である。本実施の形態では、風呂用熱交換器２０の２次側の構成として、浴槽３０内の湯水を循環させる風呂往き管２７と風呂戻り管２８を例示し説明する。風呂用熱交換器２０は、風呂往き管２７と風呂戻り管２８の途中に設置されている。また、風呂往き管２７と風呂戻り管２８の途中には、浴槽水を循環させるための風呂循環ポンプ２９と、浴槽３０から出た浴槽水の温度を検出するための風呂戻り温度センサ３８と、風呂用熱交換器２０から出た熱交換後の湯の温度を検出するための風呂往き温度センサ３７とが設置されている。

三方弁１１は、湯水が流入するａポート及びｂポートと、湯水が流出するｃポートとを有する流路切替手段である。四方弁１８は、湯水が流入するｂポート及びｃポートと、湯水が流出するａポート及びｄポートとを有する流路切替手段であり、４つの経路、ａ−ｂ、ａ−ｃ、ｂ−ｄ、ｃ−ｄの間で流路切替可能に構成されている。また、タンクユニット３３は、水導出口管１０、温水導入管２０ａ、第１バイパス管１６、温水導出管２０ｂ、及び第２バイパス管１７を有している。水導出口管１０は、貯湯タンク８の下部に設けられた水導出口８ｂと三方弁１１のａポートとを接続する。ＨＰ往き管１４は、三方弁１１のｃポートとＨＰユニット７の入口側とを接続する。ＨＰ戻り管１５は、ＨＰユニット７の出口側と四方弁１８のｃポートとを接続する。送湯管１３は、四方弁１８のｄポートと、貯湯タンク８上部の温水導入出口８ｄとを接続する。第１バイパス管１６は、四方弁１８のａポートと、貯湯タンク８の中央部から下部の間に設けられた温水導入口８ｃとを接続する。温水導入管２０ａは、送湯管１３の途中から分岐し、風呂用熱交換器２０の１次側入口に接続される。温水導出管２０ｂは、風呂用熱交換器２０の１次側出口と三方弁１１のｂポートとを接続する。第２バイパス管１７は、ＨＰ往き管１４における循環ポンプ１２とＨＰユニット７の入口側との間から分岐し、四方弁１８のｂポートに接続される。

さらに、タンクユニット３３は、第１給水管９ａ、第２給水管９ｂ、第３給水管９ｃ、中温配管５１、中温取出切替弁５３、給湯用混合弁２２、風呂用混合弁２３、第１給湯管２４、及び第２給湯管２５を有している。中温取出切替弁５３は、中温入口５３ａ、低温入口５３ｂ、及び水出口５３ｃを有する流路切替手段である。中温配管５１は、貯湯タンク８の高さ方向の中間部分に設けられた中温水導出口８ｅと、中温入口５３ａとを接続する。中温配管５１は、高温配管２１よりも低い位置、すなわち中温水導出口８ｅの位置で貯湯タンク８に連通する。以下の説明では、貯湯タンク８から中温配管５１を通って供給される温水を「中温水」と称する。中温水との呼び名は、便宜上のものであり、その温度範囲を限定するものではない。

給湯用混合弁２２及び風呂用混合弁２３は、それぞれ、湯側入口、水側入口、及び出口を有する。高温配管２１は、途中から分岐して給湯用混合弁２２及び風呂用混合弁２３の湯側入口にそれぞれ接続されている。

第１給水管９ａの一端は、水道等の水源に接続される。第１給水管９ａの他端は、減圧弁３１を介して低温入口５３ｂに接続される。第２給水管９ｂの一端は、水出口５３ｃに接続される。第２給水管９ｂの他端は、途中から分岐して給湯用混合弁２２及び風呂用混合弁２３の水側入口にそれぞれ接続されている。減圧弁３１と低温入口５３ｂとの間から分岐した第３給水管９ｃは、貯湯タンク８の下部に設けられた水導入口８ａに接続されている。

第２給湯管２５の途中には、第２給湯管２５を開閉する風呂用電磁弁２６と、第２給湯管２５を通る湯の流量を検出する風呂用流量センサ４５とが設けられている。第１給水管９ａに設けられた給水温度センサ４９は、水源から供給される低温水の温度を検出する。以下の説明では、給水温度センサ４９で検出される温度を「低温水温度」と称する。給水温度センサ４９は、低温水温度センサに相当する。

中温取出切替弁５３は、中温入口５３ａを水出口５３ｃへ連通させる中温位置と、低温入口５３ｂを水出口５３ｃへ連通させる低温位置とに流路を切り替え可能である。中温取出切替弁５３が中温位置のときには、貯湯タンク８から中温配管５１を通って供給される中温水が給湯用混合弁２２及び風呂用混合弁２３の水側入口に流入する。中温取出切替弁５３が低温位置のときには、水源からの低温水が給湯用混合弁２２及び風呂用混合弁２３の水側入口に流入する。

給湯用混合弁２２及び風呂用混合弁２３は、高温配管２１から供給される高温水と、第２給水管９ｂから供給される中温水または低温水とを混合し、その混合された混合温水を第１給湯管２４及び第２給湯管２５にそれぞれ流入させる。給湯用混合弁２２で温度調整された湯は、第１給湯管２４から給湯栓３４を経由して、第一給湯先（図示省略）へ供給される。第一給湯先は、例えば、シャワーまたはカラン等の蛇口でもよい。給湯流量センサ４６及び給湯温度センサ４７が第１給湯管２４に設置されている。風呂用混合弁２３で温度調整された湯は、第２給湯管２５から、風呂往き管２７及び風呂戻り管２８を経て、第二給湯先である浴槽３０に供給される。

給湯温度センサ４７は、給湯用混合弁２２により混合された混合温水の温度である混合温水温度を検出する混合温水温度センサに相当する。以下の説明では、給湯温度センサ４７で検出される温度を「給湯温度」と称する。給湯用混合弁２２から給湯するときには、制御部３６は、給湯温度センサ４７で検出される給湯温度が目標温度に等しくなるように給湯用混合弁２２の開度を変更することにより、高温水と、中温水または低温水との流量比を調整する。また、制御部３６は、浴槽３０へ湯を供給するときには、風呂往き温度センサ３７または風呂戻り温度センサ３８で検出される温度が目標温度に等しくなるように風呂用混合弁２３の開度を変更することにより、高温水と、中温水または低温水との流量比を調整する。

三方弁１１は、水導出口管１０とＨＰ往き管１４とが連通する形態と、温水導出管２０ｂとＨＰ往き管１４とが連通する形態、の２つの流路形態で、タンクユニット３３内の湯水の流路を切り替えて使用する。四方弁１８は、ＨＰ戻り管１５と送湯管１３とが連通する形態、ＨＰ戻り管１５と第１バイパス管１６とが連通する形態、第１バイパス管１６と第２バイパス管１７とが連通する形態、送湯管１３と第２バイパス管１７とが連通する形態、の４つの流路形態で、タンクユニット３３内の湯水の流路を切り替えて使用する。

沸上運転のときには、以下のようになる。ＨＰユニット７及び循環ポンプ１２が運転される。貯湯タンク８内の下部の水が、水導出口８ｂ、水導出口管１０、三方弁１１、循環ポンプ１２、及びＨＰ往き管１４を通って、水冷媒熱交換器３に流入する。圧縮機２により圧縮された高温高圧の冷媒が水冷媒熱交換器３に流入する。水冷媒熱交換器３内で加熱された高温の湯は、ＨＰ戻り管１５、四方弁１８、及び送湯管１３を通って、温水導入出口８ｄから貯湯タンク８内に流入する。水冷媒熱交換器３を通過した高圧冷媒は、膨張弁４により膨張及び減圧し、気液二相の低圧冷媒になる。この低圧冷媒は、空気熱交換器６にて大気の熱を吸収することにより蒸発して気化する。この気化した低圧冷媒は、圧縮機２に吸入される。

貯湯温度センサ５２は、中温水導出口８ｅとほぼ同じ高さの位置にある。このため、中温配管５１から供給される中温水の温度は、貯湯温度センサ５２で検出される温度に等しいと考えられる。以下の説明では、貯湯温度センサ５２で検出される温度を「中温水温度」と称する。本実施の形態における貯湯温度センサ５２は、中温水温度センサに相当する。

貯湯温度センサ４２は、貯湯タンク８の上部にある。このため、高温配管２１から供給される高温水の温度は、貯湯温度センサ４２で検出される温度に等しいと考えられる。以下の説明では、貯湯温度センサ４２で検出される温度を「高温水温度」と称する。本実施の形態における貯湯温度センサ４２は、高温水温度センサに相当する。

図２は、中温取出切替弁５３を低温位置から中温位置へ切り替える際に制御部３６が行う処理を示すフローチャートである。図２のステップＳ１は、このフローチャートの初期状態において、中温取出切替弁５３が低温位置にあることを示している。この状態において、使用者がシャワー、カランなどを開くと、第２給水管９ｂには第１給水管９ａからの低温水が流入し、給湯用混合弁２２にて高温配管２１からの高温水と混合される状態となっている。制御部３６が給湯用混合弁２２での流量比すなわち混合比を調整することにより、給湯温度が目標温度に等しくなる。制御部３６は、給湯温度が目標温度に等しくなったときの給湯用混合弁２２の開度を安定開度として記憶する。安定開度を記憶しておくことで、次回給湯するときに、目標温度の湯を素早く給湯できる。

ステップＳ１からステップＳ２へ進み、制御部３６は、貯湯温度センサ５２で検出される中温水温度が目標温度未満であるかどうかを判断する。中温水温度が目標温度より高いときに中温取出切替弁５３を中温位置にすると、給湯用混合弁２２の開度を水側全開にしても給湯温度が目標温度より高くなってしまう。そのような事態を避けるため、中温水温度が目標温度より高い場合には、中温取出切替弁５３の切り替えを行うことなく本フローチャートの今回の処理を終了する。

中温水温度が目標温度未満である場合には、ステップＳ３へ進む。ステップＳ３では、給湯用混合弁２２からの給湯動作が実行中であるかどうか、及び沸上運転が実行中であるかどうかを判断する。給湯動作の最中に中温取出切替弁５３を切り替えると給湯温度が変動してしまう。そのような事態を避けるため、給湯動作が実行中である場合には、中温取出切替弁５３の切り替えを行うことなく本フローチャートの今回の処理を終了する。また、沸上運転を行っている間は、貯湯タンク８内の高温水が増えることにより、あるタイミングで、貯湯温度センサ５２で検出される中温水温度が上昇する。中温取出切替弁５３を切り替えている最中に中温水温度が上昇すると給湯温度が急に上昇する可能性がある。そのような事態を避けるため、沸上運転が実行中である場合には、制御部３６は、中温取出切替弁５３の切り替えを禁止し、切り替えを行うことなく本フローチャートの今回の処理を終了する。

ステップＳ３で給湯動作及び沸上運転がいずれも実行中でない場合には、ステップＳ４へ進む。ステップＳ４で、制御部３６は、中温取出切替弁５３が低温位置に切り替わってから所定時間（例えば３０分間）以上経過しているかを判断する。中温取出切替弁５３を切り替えると、給湯温度が変動する可能性がある。このため、中温取出切替弁５３を切り替えるタイミングが、使用者が湯を利用するタイミングに重なる頻度が高いと、使用者が違和感を抱く可能性がある。そのような事態を避けるため、中温取出切替弁５３が低温位置に切り替わってからまだ所定時間が経過していない場合には、中温取出切替弁５３の切り替えを行うことなく本フローチャートの今回の処理を終了する。上記所定時間は、使用者が湯を利用する１度の平均的な使用時間に応じて定めることが望ましい。上記のようにすることで、中温取出切替弁５３の切り替えの頻度が高くなりすることを防止できるので、使用者に違和感を与えることをより確実に防止できる。

中温取出切替弁５３が低温位置に切り替わってから所定時間以上が経過している場合には、ステップＳ５へ進む。ステップＳ５で、制御部３６は、中温取出切替弁５３の切り替えよりも先に、給湯用混合弁２２の開度を変更する。中温取出切替弁５３が低温位置のときには、高温配管２１から供給される高温水（以下、例として８０℃とする）と、第２給水管９ｂから供給される低温水（以下、例として１０℃とする）とが給湯用混合弁２２にて混合される。目標温度が４５℃であるとすると、高温水と低温水との混合比を１：１にすると、給湯温度が目標温度の４５℃になる。この場合、制御部３６は、給湯用混合弁２２の開度を、高温水と低温水との混合比が１：１になるような開度にして、給湯用混合弁２２を待機させる。これにより、給湯の開始直後から、目標温度に近い温度で給湯できる。

中温取出切替弁５３を低温位置から中温位置へ切り替えると、８０℃の高温水と、中温配管５１から供給される中温水（以下、例として３０℃）とが給湯用混合弁２２にて混合される。本実施の形態において、制御部３６は、中温取出切替弁５３を低温位置から中温位置へ切り替える際には、中温取出切替弁５３を切り替える前に、給湯用混合弁２２の開度を、高温水温度と中温水温度と目標温度とに基づいて決められた開度である混合開度に調整する。上記の数値例で説明すると、８０℃の高温水と、３０℃の中温水との混合比を３：７にすると、給湯温度が目標温度の４５℃になる。この場合、制御部３６は、給湯用混合弁２２の開度を、高温水と中温水との混合比が３：７になるような混合開度に調整して、給湯用混合弁２２を待機させる。これにより、給湯の開始直後から、目標温度に近い温度で給湯できる。

図３は、比較例の制御を説明するためのタイミングチャートである。この比較例では、給湯用混合弁２２の開度を調整する前に、時刻ｔ１から時刻ｔ２にかけて、中温取出切替弁５３を低温位置から中温位置へ切り替える。時刻ｔ２で給湯動作が開始されたとする。図３中、「水用開度」とは中温取出切替弁５３が低温位置にあるときに給湯温度が目標温度に等しくなる給湯用混合弁２２の開度に相当し、「中温用開度」とは中温取出切替弁５３が中温位置にあるときに給湯温度が目標温度に等しくなる給湯用混合弁２２の開度に相当する。時刻ｔ２の時点では、給湯用混合弁２２の開度は水用開度であるので、８０℃の高温水と３０℃の中温水とが給湯用混合弁２２にて例えば１：１の割合で混合され、目標温度よりも高い温度（上記の数値例では５５℃）の湯が給湯用混合弁２２から供給されてしまう。時刻ｔ２から時刻ｔ３にかけて、給湯用混合弁２２の開度が水用開度から中温用開度へ調整されると、給湯温度が低下して目標温度に等しくなる。このように、比較例の場合には、目標温度よりも高い温度の湯が給湯用混合弁２２から供給されてしまう可能性がある。そのような事態は好ましくない。

図４は、実施の形態１による制御を説明するためのタイミングチャートである。本実施の形態では、中温取出切替弁５３を低温位置から中温位置へ切り替える前に、時刻ｔ１から時刻ｔ２にかけて、給湯用混合弁２２の開度を、水用開度から中温用開度すなわち混合開度へ調整する。これにより、給湯用混合弁２２の開度は、湯側入口と水側入口の流量比を例えば３：７にする開度になる。時刻ｔ２で給湯動作が開始されたとする。時刻ｔ２の時点では、中温取出切替弁５３がまだ低温位置であるので、８０℃の高温水と１０℃の低温水とが給湯用混合弁２２にて３：７の割合で混合され、目標温度よりも低い温度（上記の数値例では３１℃）の温水が給湯用混合弁２２から供給される。時刻ｔ２から時刻ｔ３にかけて、給湯用混合弁２２の開度を、中温用開度から水用開度へ調整すると、給湯温度が上昇して目標温度に等しくなる。このように、本実施の形態であれば、中温取出切替弁５３を切り替える処理の途中で給湯動作が開始された場合でも、目標温度よりも高い温度の湯が給湯用混合弁２２から供給されてしまうことを確実に防止できる。

図２のフローチャートに戻って説明を続ける。ステップＳ５で、給湯用混合弁２２の駆動を開始した後、ステップＳ６へ進み、制御部３６は、給湯用混合弁２２の開度変更が完了したかどうかを判断する。給湯用混合弁２２の開度変更が完了した場合にはステップＳ９へ進み、給湯用混合弁２２がまだ駆動中である場合にはステップＳ７へ進む。

ステップＳ７で、制御部３６は、沸上運転または給湯動作が開始されているかどうかを判断する。前述したように、沸上運転の最中は中温水温度が上昇する可能性があるので、予め計算した給湯用混合弁２２の開度では、給湯温度が目標温度よりも高くなる可能性がある。また、給湯動作が行われていると、給湯温度が変動する可能性がある。そのような事態を避けるため、沸上運転または給湯動作が開始されている場合には、ステップＳ８へ進み、一連の給湯用混合弁２２及び中温取出切替弁５３の切り替え処理を中止する。すなわち、ステップＳ８で、制御部３６は、給湯用混合弁２２の開度を元の水用開度に戻す。また、ステップＳ８で、制御部３６は、中温取出切替弁５３が低温位置のときの給湯用混合弁２２の安定開度をステップＳ１で記憶していた場合は、給湯用混合弁２２をその安定開度へ戻してもよい。

このように、本実施の形態では、給湯用混合弁２２の開度を混合開度に調整する途中に沸上運転が開始した場合には、制御部３６は、給湯用混合弁２２の開度を元の開度へ戻す。これにより、高温給湯が発生することをより確実に防止できる。また、制御部３６が安定開度を記憶している場合において、給湯用混合弁２２の開度を混合開度に調整する途中に沸上運転が開始した場合には、制御部３６は、給湯用混合弁２２を安定開度へ戻す。これにより、次回の給湯のときに給湯温度を速やかに目標温度に一致させることができる。

ステップＳ９では、制御部３６は、中温取出切替弁５３の低温位置から中温位置への切り替えを開始し、ステップＳ１０へ進む。ステップＳ１０で、制御部３６は、中温取出切替弁５３の低温位置から中温位置への切り替えが完了したかどうかを判断し、切り替えが完了した場合には本フローチャートの今回の処理を終了する。なお、給湯用混合弁２２の安定開度をステップＳ１で記憶していた場合において、中温取出切替弁５３の切り替えが完了した場合には、制御部３６は、その記憶していた安定開度の情報をメモリから破棄する。中温取出切替弁５３の切り替えが完了した場合には、給湯用混合弁２２の安定開度は、異なる開度となるからである。

ステップＳ１０で中温取出切替弁５３の切り替えがまだ完了していない場合にはステップＳ１１へ進み、制御部３６は、沸上運転または給湯動作が開始されているかどうかを判断する。前述したように、沸上運転の最中は中温水温度が上昇する可能性があるので、中温水を利用すると、給湯温度が目標温度よりも高くなる可能性がある。また、給湯動作が行われていると、給湯温度が変動する可能性がある。そのような事態を避けるため、沸上運転または給湯動作が開始されている場合には、一連の給湯用混合弁２２及び中温取出切替弁５３の切り替え処理を中止する。すなわち、ステップＳ１１からステップＳ１２へ進み、制御部３６は、中温取出切替弁５３を中温位置から低温位置に戻す。さらに、ステップＳ８へ進み、制御部３６は、給湯用混合弁２２の開度を元の水用開度に戻す。また、ステップＳ８で、制御部３６は、中温取出切替弁５３が低温位置のときの給湯用混合弁２２の安定開度をステップＳ１で記憶していた場合は、給湯用混合弁２２をその安定開度へ戻してもよい。

沸上運転の実行中に中温取出切替弁５３の低温位置から中温位置への切り替えが禁止された場合において、その後に沸上運転が終了したときには、制御部３６は、給湯用混合弁２２の開度を混合開度に調整した後、中温取出切替弁５３を低温位置から中温位置へ切り替えるようにしてもよい。これにより、沸上運転の終了後、速やかに中温取出切替弁５３の切り替えを完了させることができる。

本実施の形態では、給湯用混合弁２２からの給湯動作の最中には、制御部３６は、中温取出切替弁５３の切り替えの要求があっても中温取出切替弁５３の切り替えを開始しない。これにより、給湯温度変動を確実に回避できる。また、上述したフローチャートでは、給湯用混合弁２２の開度が混合開度に調整された後に給湯動作が開始された場合は、制御部３６は、中温取出切替弁５３を低温位置に戻すようにしている。これに対する変形例として、給湯用混合弁２２の開度が混合開度に調整された後に給湯動作が開始された場合には、制御部３６は、中温取出切替弁５３の低温位置から中温位置へ切り替えを継続して完了させるようにしてもよい。給湯用混合弁２２の開度が混合開度に調整された後であれば、中温取出切替弁５３を低温位置に戻さなくても、高温給湯が発生する可能性は低いからである。

図５は、中温取出切替弁５３を中温位置から低温位置へ切り替える際に制御部３６が行う処理を示すフローチャートである。図５のステップＳ１０１は、このフローチャートの初期状態において、中温取出切替弁５３が中温位置にあることを示している。この状態において、使用者がシャワー、カランなどを開くと、第２給水管９ｂには貯湯タンク８から中温配管５１を通って供給される中温水が流入し、給湯用混合弁２２にて高温配管２１からの高温水と混合される状態となっている。

ステップＳ１０１からステップＳ１０２へ進み、制御部３６は、貯湯温度センサ５２で検出される中温水温度が目標温度よりも高いかどうかを判断する。中温水温度が目標温度より高いときに中温取出切替弁５３が中温位置にあると、給湯用混合弁２２の開度を水側全開にしても給湯温度が目標温度より高くなってしまう。このため、中温水温度が目標温度よりも高い場合には、中温取出切替弁５３を中温位置から低温位置へ切り替える必要があるのでステップＳ１０３へ進む。そうでない場合には中温取出切替弁５３を切り替える必要がないので、中温取出切替弁５３の切り替えを行うことなく本フローチャートの今回の処理を終了する。

ステップＳ１０３で、制御部３６は、給湯用混合弁２２からの給湯動作が実行中であるかどうか、及び沸上運転が実行中であるかどうかを判断する。給湯動作の最中に中温取出切替弁５３を切り替えると給湯温度が変動する可能性がある。そのような事態を避けるため、給湯動作が実行中である場合には、中温取出切替弁５３の切り替えを行うことなく本フローチャートの今回の処理を終了する。また、沸上運転が実行中である場合も、中温取出切替弁５３の切り替えを行うことなく本フローチャートの今回の処理を終了する。

ステップＳ１０３で給湯動作及び沸上運転がいずれも実行中でない場合には、ステップＳ１０４へ進む。本実施の形態では、制御部３６は、給湯用混合弁２２の開度調整よりも先に、中温取出切替弁５３の切り替えを行う。ステップＳ１０４で、制御部３６は、中温取出切替弁５３の中温位置から低温位置への切り替えを開始し、ステップＳ１０５へ進む。ステップＳ１０５で、制御部３６は、中温取出切替弁５３の中温位置から低温位置への切り替えが完了したかどうかを判断する。切り替えが完了していない場合はステップＳ１０５の処理を繰り返し、切り替えが完了した場合はステップＳ１０６に進む。

ステップＳ１０６で、制御部３６は、給湯用混合弁２２の開度調整を開始し、ステップＳ１０７へ進む。制御部３６は、給湯用混合弁２２の開度を、高温水温度と低温水温度と目標温度とに基づいて決められた開度である混合開度に調整する。ステップＳ１０７で、制御部３６は、給湯用混合弁２２の開度をこの混合開度へ変更する処理が完了したかどうかを判断する。開度変更処理が完了していない場合にはステップＳ１０７の処理を繰り返し、開度変更処理が完了した場合には本フローチャートの今回の処理を終了する。

中温取出切替弁５３が中温位置にあるときには、制御部３６は、給湯用混合弁２２の開度を、高温水温度と中温水温度と目標温度とに基づいて決められた開度に調整し、給湯用混合弁２２を待機させる。例えば、前述した数値例の場合には、８０℃の高温水と３０℃の中温水との混合比が３：７になるような開度で給湯用混合弁２２を待機させる。これにより、給湯開始直後から、目標温度（例えば４５℃）に近い給湯温度で給湯できる。

図６は、比較例の制御を説明するためのタイミングチャートである。この比較例では、中温取出切替弁５３を中温位置から低温位置へ切り替える前に、時刻ｔ１から時刻ｔ２にかけて、給湯用混合弁２２の開度を中温用開度から水用開度へ変更する。例として、水用開度は、１：１の混合比になる開度であるものとする。時刻ｔ２で給湯動作が開始されたとする。時刻ｔ２の時点では、中温取出切替弁５３がまだ中温位置にあるので、８０℃の高温水と３０℃の中温水とが給湯用混合弁２２にて１：１の割合で混合され、目標温度よりも高い温度（上記の数値例では５５℃）の湯が給湯用混合弁２２から供給されてしまう。時刻ｔ２から時刻ｔ３にかけて、中温取出切替弁５３が中温位置から低温位置へ切り替わると、給湯温度が低下して目標温度に等しくなる。このように、比較例の場合には、目標温度よりも高い温度の湯が給湯用混合弁２２から供給されてしまう可能性がある。そのような事態は好ましくない。

図７は、実施の形態１による制御を説明するためのタイミングチャートである。本実施の形態では、制御部３６は、まず、時刻ｔ１から時刻ｔ２にかけて、中温取出切替弁５３を中温位置から低温位置へ切り替える。その後、制御部３６は、時刻ｔ２から時刻ｔ３にかけて、給湯用混合弁２２の開度を、中温用開度から水用開度すなわち混合開度へ調整する。時刻ｔ２で給湯動作が開始されたとする。時刻ｔ２の時点では、給湯用混合弁２２は例えば３：７の混合比になる中温用開度であり、中温取出切替弁５３は低温位置であるので、８０℃の高温水と１０℃の低温水とが給湯用混合弁２２にて３：７の割合で混合され、目標温度よりも低い温度（上記の数値例では３１℃）の温水が給湯用混合弁２２から供給される。時刻ｔ２から時刻ｔ３にかけて、給湯用混合弁２２の開度が中温用開度から水用開度へ調整されると、給湯温度が上昇して目標温度に等しくなる。このように、本実施の形態であれば、中温取出切替弁５３を切り替える処理の途中で給湯動作が開始された場合でも、目標温度よりも高い温度の湯が給湯用混合弁２２から供給されてしまうことを確実に防止できる。

本実施の形態の貯湯式給湯装置３５は、中温取出切替弁５３の切り替えを行った後、給湯用混合弁２２からの給湯動作を最初に検出したときに、給湯温度が変動する可能性があることの情報を報知する報知手段を備える。図８は、給湯温度が変動する可能性があることの情報を報知するためのリモコン４４の表示部４４ａの表示例を示す図である。図８に示す例では、「給湯温度が変動することがあります」との語句を表示部４４ａに表示している。当該語句を音発生部４４ｃから音声にて案内してもよい。上記のような報知を行うことで、まれに起こる給湯温度の変動が機器の故障によるものでないことを使用者が知ることができ、安心して機器を使用できる。

以上、実施の形態について説明したが、前述のように、本発明は実施の形態に限定されるものではない。例えば、実施の形態１では、ステップＳ３、ステップＳ７、及びステップＳ１１で、給湯動作及び沸上運転が行われていないかどうかを判断したが、これ加えて、浴槽３０への湯はり動作、あるいは浴槽３０の追焚運転といった、風呂給湯に関する動作の有無を判断してもよい。これにより、浴槽３０への給湯温度についても、シャワーあるいはカランと同様に、高温の給湯を回避することができる。

２ 圧縮機、 ３ 水冷媒熱交換器、 ４ 膨張弁、 ５ 冷媒管、 ６ 空気熱交換器、 ７ ＨＰユニット、 ８ 貯湯タンク、 ８ａ 水導入口、 ８ｂ 水導出口、 ８ｃ 温水導入口、 ８ｄ 温水導入出口、 ８ｅ 中温水導出口、 ９ａ 第１給水管、 ９ｂ 第２給水管、 ９ｃ 第３給水管、 １０ 水導出口管、 １１ 三方弁、 １２ 循環ポンプ、 １３ 送湯管、 １４ ＨＰ往き管、 １５ ＨＰ戻り管、 １６ 第１バイパス管、 １７ 第２バイパス管、 １８ 四方弁、 ２０ 風呂用熱交換器、 ２０ａ 温水導入管、 ２０ｂ 温水導出管、 ２１ 高温配管、 ２２ 給湯用混合弁、 ２３ 風呂用混合弁、 ２４ 第１給湯管、 ２５ 第２給湯管、 ２６ 風呂用電磁弁、 ２７ 風呂往き管、 ２８ 風呂戻り管、 ２９ 風呂循環ポンプ、 ３０ 浴槽、 ３１ 減圧弁、 ３３ タンクユニット、 ３４ 給湯栓、 ３５ 貯湯式給湯装置、 ３６ 制御部、 ３７ 風呂往き温度センサ、 ３８ 風呂戻り温度センサ、 ４２，４３ 貯湯温度センサ、 ４４ リモコン、 ４４ａ 表示部、 ４４ｂ 操作部、 ４４ｃ 音発生部、 ４５ 風呂用流量センサ、 ４６ 給湯流量センサ、 ４７ 給湯温度センサ、 ４９ 給水温度センサ、 ５１ 中温配管、 ５２ 貯湯温度センサ、 ５３ 中温取出切替弁、 ５３ａ 中温入口、 ５３ｂ 低温入口、 ５３ｃ 水出口

Claims (9)

1. 水を加熱する加熱手段と、
   前記加熱手段により加熱された温水を貯留する貯湯タンクと、
   前記貯湯タンクに連通する高温配管と、
   前記高温配管よりも低い位置で前記貯湯タンクに連通する中温配管と、
   前記貯湯タンクから前記中温配管を通って供給される温水である中温水が流入する中温入口と、前記中温水よりも温度の低い低温水が流入する低温入口と、水出口とを有し、前記中温入口を前記水出口へ連通させる中温位置と、前記低温入口を前記水出口へ連通させる低温位置とに流路を切り替え可能な中温取出切替弁と、
   前記貯湯タンクから前記高温配管を通って供給される温水である高温水が流入する湯側入口と、前記中温取出切替弁の前記水出口からの水が流入する水側入口と、前記湯側入口から流入した前記高温水と前記水側入口から流入した水とが混合した温水である混合温水が出る湯出口とを有する混合弁と、
   前記中温水の温度である中温水温度を検出する中温水温度センサと、
   前記高温水の温度である高温水温度を検出する高温水温度センサと、
   前記中温取出切替弁及び前記混合弁を制御する制御手段とを備え、
   前記制御手段は、前記中温取出切替弁を前記低温位置から前記中温位置へ切り替える際には、前記中温取出切替弁を切り替える前に、前記混合弁の開度を、前記高温水温度と前記中温水温度とに基づいて決められた開度である混合開度に調整し、
   前記中温取出切替弁の切り替えが要求されるときに、前記加熱手段により前記貯湯タンクの水を加熱する沸上運転が実行中の場合には、前記制御手段は、前記中温取出切替弁の切り替えを禁止する貯湯式給湯装置。
2. 水を加熱する加熱手段と、
   前記加熱手段により加熱された温水を貯留する貯湯タンクと、
   前記貯湯タンクに連通する高温配管と、
   前記高温配管よりも低い位置で前記貯湯タンクに連通する中温配管と、
   前記貯湯タンクから前記中温配管を通って供給される温水である中温水が流入する中温入口と、前記中温水よりも温度の低い低温水が流入する低温入口と、水出口とを有し、前記中温入口を前記水出口へ連通させる中温位置と、前記低温入口を前記水出口へ連通させる低温位置とに流路を切り替え可能な中温取出切替弁と、
   前記貯湯タンクから前記高温配管を通って供給される温水である高温水が流入する湯側入口と、前記中温取出切替弁の前記水出口からの水が流入する水側入口と、前記湯側入口から流入した前記高温水と前記水側入口から流入した水とが混合した温水である混合温水が出る湯出口とを有する混合弁と、
   前記低温水の温度である低温水温度を検出する低温水温度センサと、
   前記高温水の温度である高温水温度を検出する高温水温度センサと、
   前記中温取出切替弁及び前記混合弁を制御する制御手段とを備え、
   前記制御手段は、前記中温取出切替弁を前記中温位置から前記低温位置へ切り替える際には、前記中温取出切替弁を切り替えた後に、前記混合弁の開度を、前記高温水温度と前記低温水温度とに基づいて決められた開度である混合開度に調整し、
   前記中温取出切替弁の切り替えが要求されるときに、前記加熱手段により前記貯湯タンクの水を加熱する沸上運転が実行中の場合には、前記制御手段は、前記中温取出切替弁の切り替えを禁止する貯湯式給湯装置。
3. 前記沸上運転の実行中に前記中温取出切替弁の前記低温位置から前記中温位置への切り替えが禁止された場合において、その後に前記沸上運転が終了したときには、前記制御手段は、前記混合弁の開度を前記混合開度に調整した後、前記中温取出切替弁を前記低温位置から前記中温位置へ切り替える請求項１に記載の貯湯式給湯装置。
4. 前記中温取出切替弁を前記中温位置から前記低温位置へ切り替えた後、所定時間が経過するまでは、前記制御手段は、前記低温位置から前記中温位置への切り替えを禁止する請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の貯湯式給湯装置。
5. 前記混合弁の開度を前記混合開度に調整する途中に前記沸上運転が開始した場合には、前記制御手段は、前記混合弁の開度を元の開度へ戻す請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の貯湯式給湯装置。
6. 前記混合温水の温度である混合温水温度を検出する混合温水温度センサを備え、
   前記制御手段は、前記混合温水温度が目標温度に等しくなったときの前記混合弁の開度を安定開度として記憶し、
   前記中温取出切替弁及び前記混合弁の切り替え動作が完了した場合には、前記制御手段は、前記安定開度の情報を破棄する請求項１から請求項５のいずれか一項に記載の貯湯式給湯装置。
7. 前記制御手段が前記安定開度を記憶している場合において、前記混合弁の開度を前記混合開度に調整する途中に前記沸上運転が開始した場合には、前記制御手段は、前記混合弁の開度を前記安定開度へ戻す請求項６に記載の貯湯式給湯装置。
8. 前記混合弁からの給湯動作の最中には、前記制御手段は、前記中温取出切替弁の切り替えの要求があっても前記中温取出切替弁の切り替えを開始せず、
   前記混合弁の開度が前記混合開度に調整された後に前記給湯動作が開始された場合は、前記制御手段は、前記中温取出切替弁の前記低温位置から前記中温位置へ切り替えを継続して完了させる請求項１に記載の貯湯式給湯装置。
9. 前記中温取出切替弁の切り替えを行った後、前記混合弁からの給湯動作を最初に検出したときに、給湯温度が変動する可能性があることの情報を報知する報知手段を備える請求項１から請求項８のいずれか一項に記載の貯湯式給湯装置。

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