JP4723766B2 - 貯湯式の給湯装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、上部に給湯路が接続されかつ下部に給水路が接続されている貯湯タンクと、前記貯湯タンク内の湯水を加熱するとともに、熱消費端末に供給する加熱対象流体を加熱する加熱手段と、その加熱手段の運転を制御する運転制御手段とが設けられている貯湯式の給湯装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
上記のような貯湯式の給湯装置は、貯湯タンク内の湯水を加熱して貯湯タンクへの貯湯を行うための加熱手段と、熱消費端末に供給する加熱対象流体を加熱して熱消費端末に熱供給を行うための加熱手段とが、ひとつの加熱手段にて兼用されているものである。
そして、この種の貯湯式の給湯装置としては、例えば、特開２０００−１２１１６０号公報に示されているように、貯湯タンクの底部から循環路に湯水を取り出し、その湯水を加熱手段にて加熱したのち、貯湯タンクの上部から供給する状態で貯湯タンク内の湯水を循環させながら貯湯タンクへの貯湯を行うとともに、循環路の湯水を加熱手段にて加熱して放熱用熱交換器に供給したのち、再度加熱手段に供給する状態で循環路の湯水を循環させながら、熱消費端末としての浴槽や暖房装置などの熱媒体を放熱用熱交換器に供給することによって、放熱用熱交換器において循環路の湯水にて熱媒体を加熱して、浴槽湯水の追焚や暖房装置への熱媒体の供給を行うようにしている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
上記のような貯湯式の給湯装置において、必要な時刻に所望量を貯湯タンク内に貯湯したいという要望や、所望の時間帯の間、熱消費端末に熱供給を行いたいという要望がある。
そこで、上述の２つの要望に応えるべく、運転制御手段が、設定された貯湯設定時刻に貯湯タンク内の貯湯量を設定貯湯量にするための貯湯時間に基づいて、貯湯設定時刻から貯湯時間だけ早い貯湯開始時刻を求めて、その貯湯開始時刻になると、加熱手段の運転を開始させて、貯湯タンク内への貯湯を行う予約貯湯運転を実行するとともに、設定された熱消費設定時間帯の間、加熱手段を運転させて、熱消費端末への加熱対象流体の供給を行う熱供給運転を実行するように構成することが考えられる。
【０００４】
しかしながら、上記従来の貯湯式の給湯装置では、貯湯タンク内への貯湯を行うための加熱手段と、熱消費端末に加熱対象流体を供給するための加熱手段とが、ひとつの加熱手段にて兼用されているために、上述の予約貯湯運転および熱供給運転を単純に実行するだけでは、上述の２つの要望に応えることができない虞がある。
説明を加えると、上述の予約貯湯運転および熱供給運転を単純に実行すると、貯湯開始時刻から貯湯設定時刻までの貯湯時間帯に熱消費時間帯と重複する重複時間帯が存在する場合には、その重複時間帯に、ひとつの加熱手段にて、貯湯タンク内への貯湯と熱消費端末への熱供給を同時に行うこととなる。
したがって、重複時間帯における加熱手段の用途として、貯湯タンクへの貯湯よりも熱消費端末への熱供給を優先すると、貯湯タンク内に貯湯するための加熱手段の加熱能力が制限されることになって、貯湯設定時刻に貯湯タンク内の貯湯量を設定貯湯量にできない虞があり、逆に、熱消費端末への熱供給よりも貯湯タンクへの貯湯を優先すると、熱消費端末に熱供給するための加熱手段の加熱能力が制限されることになって、熱消費端末に所望の熱供給を行えなくなる虞がある。
【０００５】
本発明は、かかる点に着目してなされたものであり、その目的は、必要な時刻に所望量を貯湯タンク内に貯湯することを可能としながら、所望の時間帯の間、熱消費端末に所望の熱供給を行うことが可能となる貯湯式の給湯装置を提供する点にある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
この目的を達成するために、請求項１に記載の発明によれば、上部に給湯路が接続されかつ下部に給水路が接続されている貯湯タンクと、前記貯湯タンク内の湯水を加熱するとともに、熱消費端末に供給する加熱対象流体を加熱する加熱手段と、その加熱手段の運転を制御する運転制御手段とが設けられている貯湯式の給湯装置において、
前記運転制御手段が、設定された貯湯設定時刻に前記貯湯タンク内の貯湯量を設定貯湯量にするための貯湯時間に基づいて、前記貯湯設定時刻よりも前記貯湯時間だけ早い貯湯開始時刻を求めて、その貯湯開始時刻になると、前記加熱手段の運転を開始させて、前記貯湯タンク内への貯湯を行う予約貯湯運転を実行し、
設定された熱消費設定時間帯の間、前記加熱手段を運転させて、前記熱消費端末への前記加熱対象流体の供給を行う熱供給運転を実行するように構成され、かつ、
前記予約貯湯運転において、
前記貯湯開始時刻から前記貯湯設定時刻までの貯湯時間帯に前記熱消費設定時間帯と重複する重複時間帯が存在しないときには、前記加熱手段の加熱能力が非制限能力としての最大加熱能力であるとして、前記貯湯時間を求め、かつ、
前記重複時間帯が存在するときには、前記加熱手段の加熱能力が前記非制限能力としての最大加熱能力よりも小さい制限能力であるとして、前記貯湯時間を求める貯湯時間演算処理を実行するように構成されている。
【０００７】
すなわち、運転制御手段は、設定された貯湯設定時刻に前記貯湯タンク内の貯湯量を設定貯湯量にするための貯湯時間に基づいて、前記貯湯設定時刻よりも前記貯湯時間だけ早い貯湯開始時刻を求めて、その求めた貯湯開始時刻に基づいて、貯湯時間演算処理を実行し、重複時間帯が存在しないときには、加熱手段の加熱能力を貯湯のためにだけ使用できる非制限能力であるとして、貯湯時間を求め、かつ、重複時間帯が存在するときには、加熱手段の加熱能力が、熱消費端末への熱供給のために使用されて制限される制限能力であるとして、貯湯時間を求めることが可能となる。
そして、運転制御手段は、貯湯演算処理の実行により求められた貯湯時間に基づいて、貯湯設定時刻よりも貯湯時間だけ早い貯湯開始時刻を求めて、その貯湯開始時刻になると、加熱手段の運転を開始させて、貯湯タンク内への貯湯を行う予約貯湯運転を実行するとともに、設定された熱消費設定時間帯の間、加熱手段を運転させて、熱消費端末への加熱対象流体の供給を行う熱供給運転を実行することが可能となる。
【０００８】
したがって、運転制御手段は、上述の重複時間帯が存在するときには、加熱手段の用途として、貯湯タンクへの貯湯よりも熱消費端末への熱供給を優先して、熱消費端末に所望の熱供給を行いながら、貯湯時間帯に加熱手段が熱消費端末に熱供給するために使用されて、貯湯タンク内に貯湯するための加熱手段の加熱能力が非制限能力よりも小さい制限能力に制限であるとして、貯湯設定時刻に貯湯タンクの貯湯量を設定貯湯量にすることが可能となる貯湯時間を求めて、貯湯タンク内への貯湯を行うことが可能となる。
また、運転制御手段は、上述の重複時間帯が存在しないときには、貯湯タンク内に貯湯するための加熱手段の加熱能力が、非制限能力としての最大加熱能力であるとして、貯湯設定時刻に貯湯タンクの貯湯量を設定貯湯量にすることが可能となる貯湯時間を求めて、貯湯タンク内への貯湯を行うとともに、熱消費設定時間帯には、加熱手段を熱消費端末に熱供給するためだけに使用して、熱消費端末に所望の熱供給を行うことが可能となる。
【０００９】
以上のことをまとめると、上述の重複時間帯が存在しても、加熱手段を熱消費端末に所望の熱供給するために使用しながら、貯湯設定時刻に貯湯タンクの貯湯量を設定貯湯量にすることが可能となる貯湯時間を求めて、貯湯タンク内への貯湯を行うことが可能となって、必要な時刻に所望量を貯湯タンク内に貯湯することを可能としながら、所望の時間帯の間、熱消費端末に所望の熱供給を行うことが可能となる貯湯式の給湯装置を提供できるに到った。
【００１０】
請求項２に記載の発明によれば、前記熱消費設定時間帯を変更設定する熱消費時間帯設定手段が設けられ、前記運転制御手段が、前記熱消費時間帯設定手段の設定情報に基づいて、前記貯湯時間演算処理を実行するように構成されている。
【００１１】
すなわち、運転制御手段は、貯湯時間帯に熱消費時間帯設定手段により変更設定される熱消費設定時間帯と重複する重複時間帯が存在するか否かを判別して、貯湯時間演算処理を実行することが可能となるので、熱消費設定時間帯が変更設定されても、必要な時刻に所望量を貯湯タンク内に貯湯することを可能としながら、所望の時間帯の間、熱消費端末に所望の熱供給を行うことができるように対応することが可能となる。
したがって、熱消費時間帯設定手段による使用者の人為的な変更設定にも対応することが可能となって、使用者の意図を反映することが可能となる。
【００１２】
請求項３に記載の発明によれば、前記運転制御手段が、実際の前記熱供給運転の実行時間帯に基づいて前記熱消費設定時間帯を求めて、その求めた熱消費設定時間帯に基づいて、前記貯湯時間演算処理を実行するように構成されている。
【００１３】
すなわち、運転制御手段が、貯湯時間帯に実際の熱供給運転の実行時間帯に基づいて自動的に求められた熱消費設定時間帯と重複する重複時間帯が存在するか否かを判別して、貯湯時間演算処理を実行することが可能となるので、熱供給運転を実行させるだけで、必要な時刻に所望量を貯湯タンク内に貯湯することを可能としながら、所望の時間帯の間、熱消費端末に所望の熱供給を行うことができるように対応することが可能となって、使い勝手のよいものとなる。
【００１４】
請求項４に記載の発明によれば、前記運転制御手段が、前記貯湯時間演算処理において、前記重複時間帯が存在するときには、前記加熱手段の最大加熱能力および前記熱供給運転を実行するための前記加熱手段の熱供給用の必要加熱能力に基づいて、前記制限能力を求めて、その求めた制限能力および前記重複時間帯の長さに基づいて、前記貯湯時間を求めるように構成されている。
【００１５】
すなわち、運転制御手段は、加熱手段の最大加熱能力および熱供給用の必要加熱能力に基づいて、加熱手段が出力可能な最大加熱能力のうち、貯湯タンク内に貯湯するために出力可能な加熱手段の加熱能力を制限能力として求めて、その求めた制限能力および重複時間帯の長さに基づいて、貯湯時間を求めることが可能となる。
したがって、実際に貯湯タンク内に貯湯するために出力可能な加熱手段の加熱能力に基づいて、貯湯時間を求めることが可能となり、貯湯設定時刻に貯湯タンク内の貯湯量を確実に設定貯湯量にすることが可能となる。
【００１６】
請求項５に記載の発明によれば、前記運転制御手段が、実際の前記熱供給運転における実加熱能力に基づいて前記熱供給用の必要加熱能力を求めるように構成されている。
【００１７】
すなわち、運転制御手段が、実際の熱供給運転における実加熱能力に基づいて熱供給用の必要加熱能力を自動的に求め、その熱供給用の必要加熱能力および加熱手段の最大加熱能力に基づいて、制限能力を求めて、その求めた制限能力および重複時間帯の長さに基づいて、貯湯時間を求めることが可能となる。
したがって、運転制御手段が、実際の熱供給運転の実行状況に応じた熱供給用の必要加熱能力を求めることが可能となり、実際の使用状況に応じた貯湯時間を求めることが可能となるので、実際の使用状況に合わせた状態で、貯湯設定時刻に貯湯タンク内の貯湯量を設定貯湯量にすることが可能となる。
【００１８】
【発明の実施の形態】
本発明にかかる貯湯式の給湯装置について図面に基づいて説明する。
〔第１実施形態〕
この貯湯式の給湯装置は、図１に示すように、温度成層を形成する状態で貯湯される貯湯タンク１、貯湯タンク１内の湯水を循環するための循環路２、循環路２を通流する湯水を加熱する加熱手段としての加熱部３、熱消費端末としての暖房装置Ｐに熱供給するための暖房用熱交換部２３、加熱部３などの運転を制御する運転制御手段としての運転制御部Ｈなどから構成され、循環ポンプ１９を作動させて貯湯タンク１内の湯水を循環路２にて循環しながら、加熱部３にて加熱するようにしている。
【００１９】
前記貯湯タンク１内には、その貯湯量が最低確保量よりも多量の最低検出貯湯量以上であるかを、その湯温を検出することにより検出する最低検出貯湯量検出手段としての最上部サーミスタＳ１、その貯湯量が満以上であるかを、その湯温を検出することにより検出する底部サーミスタＳ２が設けられている。
前記貯湯タンク１には、その底部から貯湯タンク１に水道水圧を用いて給水する給水路４が接続され、その上部から給湯するための給湯路５が接続され、使用された量だけの水を給水路４から貯湯タンク１に給水するように構成されている。
【００２０】
前記給湯路５には、給水路４から分岐された混合用給水路６が接続され、その接続箇所に給湯路５からの湯水と混合用給水路６からの水との混合比を調整自在なミキシングバルブ７が設けられている。
前記給水路４と混合用給水路７との分岐箇所には、給水温度を検出する給水サーミスタ８が設けられている。
【００２１】
また、給湯路５におけるミキシングバルブ７よりも上流側には、貯湯タンク１の上部から給湯路５に給湯された湯水の温度を検出する貯湯出口サーミスタ９が設けられ、給湯路５におけるミキシングバルブ７よりも下流側には、給湯路５の湯水の流量を調整する給湯流量センサ１０、ミキシングバルブ７にて混合された湯水の温度を検出するミキシングサーミスタ１１が設けられている。
【００２２】
そして、給湯栓１４に給湯するときには、給湯設定温度、貯湯出口サーミスタ９および給水サーミスタ８の検出情報などに基づいて、給湯する湯水の温度が給湯設定温度になるようにミキシングバルブ７の開度を調整して、給湯設定温度の湯水を給湯するように構成されている。
給湯操作手段Ｇが、貯湯出口サーミスタ９、給水サーミスタ８、ミキシングバルブ７、および、ミキシングサーミスタ１１などにより構成されている。
【００２３】
前記循環路２と貯湯タンク１とが、循環路２を通流する湯水を貯湯タンク１内に戻す、または、貯湯タンク１内の湯水を循環路２に取り出すために、貯湯タンク１の上部と底部の合計２箇所で連通接続されている。
具体的に説明すると、貯湯タンク１の上部には、循環路２の湯水を貯湯タンク１内に供給するための貯湯路１５が連通接続され、その貯湯路１５には、貯湯開閉弁１６が設けられている。
また、貯湯タンク１の底部には、貯湯タンク１内の湯水を循環路２に取り出すための取り出し路１７が連通接続されている。
【００２４】
そして、循環路２には、湯水の循環方向に順に、循環路２の湯水の循環量を検出する循環流量センサ１８、循環ポンプ１９、循環路２の湯水の循環量を調整する循環流量調整バルブ２０、加熱部３、加熱部３にて加熱された湯水の温度を検出する加熱温サーミスタ２１、暖房用熱交換部２３への湯水の通流を断続する開閉弁２２、暖房用熱交換部２３が設けられている。
湯水循環手段Ｅが、循環路２、循環ポンプ１９、循環流量センサ１８、循環流量調整バルブ２０、加熱温サーミスタ２１、貯湯開閉弁１６、および、開閉弁２２などから構成されている。
【００２５】
前記加熱部３は、詳述はしないが、ヒートポンプ装置による冷媒を供給して湯水を加熱するヒートポンプ式加熱部３ａと、バーナの燃焼により湯水を加熱する補助加熱部３ｂとから構成され、循環路２の湯水の循環方向において上流側から、ヒートポンプ式加熱部３ａ、補助加熱部３ｂの順に設けられている。
【００２６】
前記ヒートポンプ式加熱部３ａは、運転制御部Ｈとの通信などによりヒートポンプ装置を作動させて、ヒートポンプ式加熱部３ａに冷媒を供給することによって、循環路２を通流する湯水を加熱するように構成されている。
また、補助加熱部３ｂは、循環路２を通して設定量以上の水量が供給されると、バーナの燃焼を開始し、供給される水量が設定量未満になると、バーナの燃焼を停止させ、バーナの燃焼状態において、バーナの燃焼量を調整することによって、加熱した湯水の温度を調整可能に構成されている。
【００２７】
そして、加熱部３は、基本的には、ヒートポンプ式加熱部３ａを運転させ、必要に応じて、補助加熱部３ｂも運転させて、循環路３を通流する湯水の流量を循環流量調整バルブ２０にて調整したり、冷媒の温度を調整したり、バーナの燃焼量を調整したりして、ヒートポンプ式加熱部３ａおよび補助加熱部３ｂの加熱能力を調整して、予め設定された最小加熱能力と最大加熱能力との間で、所望の加熱能力を出力するように構成されている。
【００２８】
前記暖房用熱交換部２３には、暖房装置Ｐから加熱対象流体としての熱媒体を戻すための熱媒体戻り路１２と暖房装置Ｐに熱媒体を供給するための熱媒体往き路１３とが接続され、前記熱媒体戻り路１２には、熱媒体循環ポンプ２４が設けられている。
そして、熱媒体循環ポンプ２４の作動により、熱媒体往き路１３および熱媒体戻り路１２を通して循環させ、暖房用熱交換部２３において、循環路２を通流する湯水から、熱媒体往き路１３および熱媒体戻り路１２を通して循環される熱媒体に対して授熱させるように構成されている。
【００２９】
前記運転制御部Ｈは、図２に示すように、貯湯リモコンＲ２の指令に基づいて、湯水循環手段Ｅ、給湯操作手段Ｇ、および、加熱部３の作動を制御することによって、貯湯タンク１内に湯水を貯湯する貯湯運転、図外の給湯栓に所望の湯水を供給する給湯運転、設定された熱消費設定時間帯の間、暖房装置Ｐに熱媒体を供給する熱供給運転としての暖房運転、設定された貯湯設定時刻に貯湯タンク１内の貯湯量が設定貯湯量になるように貯湯する予約貯湯運転などの夫々の運転を実行するように構成されている。
【００３０】
前記貯湯リモコンＲ２は、図示はしないが、貯湯要求を指令可能で、給湯運転における給湯設定温度、予約貯湯運転における貯湯設定時刻、時間帯設定スイッチ２５にて暖房運転における熱消費設定時間帯としての暖房設定時間帯などを設定可能に構成されている。
【００３１】
以下、各運転について説明を加える。
前記貯湯運転は、貯湯リモコンＲ２から貯湯要求があると、貯湯開閉弁１６を開弁させ、循環ポンプ１９を作動させて、貯湯タンク１の底部から水を循環路２に取出し、加熱部３にて加熱したのち、貯湯路１５を通して貯湯タンク１の上部に供給してするように構成されている。
【００３２】
前記貯湯運転における加熱部３の動作について説明を加えると、基本的には、ヒートポンプ装置を作動させて、ヒートポンプ式加熱部３ａに冷媒を供給させ、ヒートポンプ式加熱部３ａにて循環路２の湯水を加熱させ、加熱温サーミスタ２１による検出温度が目標貯湯温度（例えば、６０℃）になるようにヒートポンプ式加熱部３ａの加熱量を調整するように構成されている。
そして、ヒートポンプ式加熱部３ａによる加熱だけでは、加熱温サーミスタ２１による検出温度が目標貯湯温度（例えば、６０℃）になるように循環路２の湯水を加熱できない場合や、ヒートポンプ式加熱部３ａでの加熱が行えない場合などの特別な場合には、加熱温サーミスタ２１による検出温度が目標貯湯温度（例えば、６０℃）になるように、補助加熱部３ｂによる加熱量を調整するように構成されている。
【００３３】
前記給湯運転は、給湯栓１４が開操作されると開始され、貯湯タンク１内に貯湯されている湯水を取り出して、その湯水に水を混合させて給湯路５を通して、給湯栓１４に供給するように構成されている。
なお、貯湯タンク１内に湯水が貯湯されていなかったり、貯湯タンク１内の貯湯量が最低確保量未満であれば、上述の貯湯運転を実行して、貯湯タンク１内に貯湯しながら、その湯水を取り出して、給湯栓１４に供給するようにしている。
【００３４】
説明を加えると、貯湯タンク１内に貯湯されている湯水を給湯路５に取り出して、貯湯リモコンＲ２などにて設定された給湯設定温度、貯湯出口サーミスタ９および給水サーミスタ８の検出情報に基づいて、給湯する湯水の温度が給湯設定温度になるようにミキシングバルブ７の開度を調整するとともに、ミキシングサーミスタ１１の検出情報に基づいて、その検出温度と給湯設定温度との偏差に基づいてミキシングバルブ７の開度を微調整することにより、給湯設定温度の湯水を給湯するようにしている。
【００３５】
前記暖房運転は、設定された暖房設定時間帯の間、加熱部３を運転させて、暖房装置Ｐが要求している熱負荷に応じて、加熱部３の加熱能力を調整して、暖房装置Ｐへの熱媒体の供給を行うようにしている。
具体的に説明すると、暖房設定時間帯には、開閉弁２２を開弁して、循環ポンプ１９を作動させて、加熱部３を運転させ、循環路２の湯水を、加熱部３にて加熱して暖房用熱交換部２３に供給したのち、加熱部３に供給する状態で循環させるとともに、熱媒体循環ポンプ２４を作動させて、熱媒体を、熱媒体戻り路１２および熱媒体往き路１３を通して暖房用熱交換部２３と暖房装置Ｐとの間で循環させるようにしている。
そして、暖房用熱交換部２３において、循環路２の湯水から熱媒体に対して授熱させて、暖房装置Ｐへ熱供給するときの熱供給用の必要加熱能力としての暖房用加熱能力を満たすように、ヒートポンプ式加熱部３ａを優先して運転させながら、必要に応じて、補助加熱部３ｂを運転させて、加熱部３の加熱能力を調整して、暖房装置Ｐへの熱供給を行うようにしている。
【００３６】
この暖房運転における暖房設定時間帯および暖房用加熱能力の設定について説明を加える。
前記運転制御部Ｈは、暖房設定時間帯および暖房用加熱能力を、人為操作に基づいて人為的に設定したり、実際の熱供給運転の実行状況に基づいて自動的に設定するように構成され、選択スイッチなどにて人為設定か自動設定かを選択可能に構成されている。
【００３７】
すなわち、人為的に設定する場合には、運転制御部Ｈが、貯湯リモコンＲ２に設けられた熱消費時間帯設定手段としての時間帯設定スイッチ２５の設定情報に基づいて、暖房設定時間帯を設定し、暖房装置Ｐにて要求されている温度などの設定情報に基づいて、暖房用加熱能力を設定するようにしている。
【００３８】
また、自動的に設定する場合には、運転制御部Ｈが、実際の暖房運転の実行時間帯に基づいて、暖房設定時間帯を設定し、実際に暖房運転を実行したときの加熱部３の加熱能力に基づいて、暖房用加熱能力を設定するように構成されている。
説明を加えると、例えば、運転制御部Ｈが、１日を基準周期として、基準周期ごとに、実際の熱供給運転の実行時間帯とそのときの実加熱能力を記憶し、その記憶されている実行時間帯および実加熱能力の情報に任意の重み付けをして、標準的な使用形態における予測暖房時間帯および予測暖房用加熱能力を求め、予測暖房時間帯を暖房設定時間帯として設定し、予測暖房用加熱能力を暖房用加熱能力として設定するようにしている。
なお、暖房運転実行時の実加熱能力は、循環流量センサ１８および加熱温サーミスタ２１などの情報に基づいて求めることが可能である。
【００３９】
前記予約貯湯運転は、ヒートポンプ式加熱部３ａのみを運転させる状態で加熱部３を運転させたときに、設定された貯湯設定時刻に貯湯タンク１内の貯湯量を設定貯湯量にするための貯湯時間に基づいて、貯湯設定時刻よりも貯湯時間だけ早い貯湯開始時刻を求めて、その貯湯開始時刻になると、加熱部３の運転を開始させて、ヒートポンプ式加熱部３ａのみを最大加熱能力で運転させる状態で、上述の貯湯運転を実行して、貯湯タンク１内への貯湯を行うようにしている。
また、この予約貯湯運転においては、貯湯開始時刻から貯湯設定時刻までの貯湯時間帯に、暖房運転における暖房設定時間帯と重複する重複時間帯が存在しないときには、加熱部３の加熱能力が非制限能力であるとして、非制限用の貯湯時間を求め、かつ、重複時間帯が存在するときには、加熱部３の加熱能力が非制限能力よりも小さい制限能力であるとして、制限用の貯湯時間を求める貯湯時間演算処理を実行するようにしている。
【００４０】
そして、運転制御部Ｈは、熱消費時間帯設定スイッチ２５の設定情報による暖房設定時間帯、または、実際の暖房運転の実行時間帯に基づいて求められた暖房設定時間帯に基づいて、上述の貯湯時間演算処理を実行するように構成され、暖房運転における人為的または自動的な設定により設定された暖房設定時間帯に基づいて、重複時間帯が存在するか否かを判別するようにしている。
また、運転制御部Ｈは、貯湯時間演算処理において、重複時間帯が存在するときには、加熱部３の最大加熱能力および暖房運転を実行するための暖房加熱能力に基づいて、制限能力を求めて、その求めた制限能力および重複時間帯の長さに基づいて、制限用の貯湯時間を求めるように構成されている。
【００４１】
前記予約貯湯運転について説明を加えると、ヒートポンプ式加熱部３ａの加熱能力を非制限能力としての最大加熱能力にて運転させた状態で、貯湯設定時刻に貯湯タンク１内の貯湯量を設定貯湯量にするための非制限用の貯湯時間を求めて、貯湯設定時刻から非制限用の貯湯時間だけ早い時刻を非制限用の貯湯開始時刻として求める。
そして、その貯湯開始時刻から非制限用の貯湯設定時刻までの貯湯時間帯に、暖房運転における暖房設定時間帯と重複する時間帯が存在しないときには、非制限用の貯湯開始時刻になると、ヒートポンプ式加熱部３ａのみを運転させる状態で、上述の貯湯運転を実行して、貯湯タンク１内への貯湯を行うようにしている。
【００４２】
また、重複時間帯が存在するときには、重複時間帯において、ヒートポンプ式加熱部３ａの加熱能力が最大加熱能力から暖房用加熱能力だけ制限されることになるので、ヒートポンプ式加熱部３ａの加熱能力を制限された制限能力で運転させた状態で、貯湯設定時刻に貯湯タンク１内の貯湯量を設定量にするための制限用の貯湯時間を求めて、貯湯設定時刻から制限用の貯湯時間だけ早い時刻を制限用の貯湯開始時刻として求め、その制限用の貯湯開始時刻になると、ヒートポンプ式加熱部３ａのみを運転させる状態で、上述の貯湯運転を実行して、貯湯タンク１内への貯湯を行うようにしている。
【００４３】
このようにして、運転制御部Ｈは、重複時間帯が存在するときには、加熱部３の用途として、貯湯タンク１内への貯湯よりも暖房装置Ｐへの熱供給を優先して、暖房装置Ｐに所望の熱供給を行いながら、貯湯時間帯に加熱部３が暖房装置Ｐに熱供給するために使用されて、貯湯タンク１内に貯湯するための加熱部３の加熱能力が最大加熱能力よりも小さい制限能力であるとして、貯湯設定時刻に貯湯タンク１内の貯湯量を設定貯湯量にすることが可能となる貯湯時間を求めて、貯湯タンク１内への貯湯を行うことが可能となる。
したがって、重複時間帯が存在しても、加熱部３を暖房装置Ｐに所望の熱供給するために使用しながら、貯湯設定時刻に貯湯タンク１内の貯湯量を設定貯湯量にすることができることになる。
【００４４】
以下、貯湯時間演算処理において、制限用の貯湯時間および制限用の貯湯開始時刻の求め方について説明する。
まず、暖房加熱能力とヒートポンプ式加熱部３ａの最大加熱能力との関係で、貯湯不可能状態と貯湯可能状態とに分けられる。
前記貯湯不可能状態は、暖房加熱能力がヒートポンプ式加熱部３ａの最大加熱能力以上であり、重複時間帯に、ヒートポンプ式加熱部３ａを最大加熱能力にて運転させても、熱供給運転に加えて、貯湯タンク１内への貯湯を行うことができない状態である。
前記貯湯可能状態は、暖房加熱能力がヒートポンプ式加熱部３ａの最大加熱能力よりも小さく、重複時間帯に、ヒートポンプ式加熱部３ａを最大加熱能力にて運転させると、熱供給運転に加えて、貯湯タンク１内への貯湯も行うことができる状態である。
【００４５】
前記貯湯不可能状態では、ヒートポンプ式加熱部３ａを最大加熱能力にて運転させても、貯湯タンク１内への貯湯を行うことができないので、非制限用の貯湯時間に重複時間帯を加えた時間を制限用の貯湯時間として求めるようにしている。
そして、図３の（イ）に示すように、非制限用の貯湯開始時刻Ｃ１が暖房設定時間帯の暖房開始時刻Ｄ１よりも早く、かつ、貯湯設定時刻Ｃ２が暖房終了時刻Ｄ２よりも早い場合には、非制限用の貯湯貯湯開始時刻Ｃ１よりも重複時間帯Ｇの長さ（暖房開始時刻Ｄ１から貯湯設定時刻Ｃ２までの時間）だけ早い時刻を制限用の貯湯開始時刻Ｄ３として求めるようにしている。
また、図３の（ロ）に示すように、非制限用の貯湯開始時刻Ｃ１が暖房設定時間帯の暖房開始時刻Ｄ１よりも遅く、かつ、貯湯設定時刻Ｃ２が暖房終了時刻Ｄ２よりも遅い場合には、暖房開始時刻Ｄ１よりも重複時間帯Ｇの長さ（貯湯開始時刻Ｃ１から暖房終了時刻Ｄ２までの時間）だけ早い時刻を制限用の貯湯開始時刻Ｄ３として求めるようにしている。
【００４６】
前記貯湯可能状態では、ヒートポンプ式加熱部３ａを最大加熱能力にて運転させると、熱供給運転に加えて、貯湯タンク１内への貯湯も行うことができるので、暖房加熱能力と重複時間帯の長さに基づいて、ヒートポンプ式加熱部３ａの加熱能力が暖房加熱能力にて制限されている制限量に相当する制限貯湯量を貯湯するための制限量貯湯時間を求めて、非制限用の貯湯時間に制限量貯湯時間を加えた時間を制限用の貯湯時間として求めるようにしている。
【００４７】
説明を加えると、図４の（イ）に示すように、非制限用の貯湯開始時刻Ｃ１が暖房設定時間帯の暖房開始時刻Ｄ１よりも早く、かつ、貯湯設定時刻Ｃ２が暖房終了時刻Ｄ２よりも早い場合には、暖房加熱能力と重複時間帯Ｇの長さ（暖房開始時刻Ｄ１から貯湯設定時刻Ｃ２までの時間）に基づいて、制限貯湯量（図中Ａで示す領域）を求め、その制限貯湯量とヒートポンプ式加熱部３ａの最大加熱能力に基づいて、制限貯湯量（図中斜線で示す領域）を貯湯するための制限量貯湯時間Ｑ１を求めて、非制限用の貯湯開始時刻Ｃ１よりも制限量貯湯時間Ｑ１だけ早い時刻を制限用の貯湯開始時刻Ｃ３として求めるようにしている。
【００４８】
また、図４の（ロ）に示すように、非制限用の貯湯開始時刻Ｃ１が暖房設定時間帯の暖房開始時刻Ｄ１よりも遅く、かつ、貯湯設定時刻Ｃ２が暖房終了時刻Ｄ２よりも遅い場合には、暖房加熱能力と重複時間帯Ｇの長さ（貯湯開始時刻Ｃ１から暖房終了時刻Ｄ２までの時間）に基づいて、制限貯湯量（図中Ａで示す領域）を求め、その制限貯湯量とヒートポンプ式加熱部３ａの最大加熱能力と暖房加熱能力との偏差加熱能力に基づいて、制限貯湯量（図中斜線で示す領域）を貯湯するための制限量貯湯時間Ｑ２を求めて、非制限用の貯湯開始時刻Ｃ１よりも制限量貯湯時間Ｑ２だけ早い時刻を制限用の貯湯開始時刻Ｃ３として求めるようにしている。
なお、図４において、Ａで示す領域と斜線で示す領域とは同じ面積になるようにしている。
【００４９】
そして、上述の貯湯可能状態では、重複時間帯に、上述の貯湯運転と暖房運転を同時に実行することになるが、この場合には、ヒートポンプ式加熱部３ａを最大加熱能力にて運転させて、加熱部３を暖房加熱能力にて暖房運転を実行するとともに、最大加熱能力から暖房加熱能力だけ小さい加熱能力にて貯湯運転を実行し、暖房装置Ｐに熱供給を行うとともに、貯湯タンク１内に貯湯するようにしている。
【００５０】
また、貯湯演算処理において、非制限用の貯湯開始時刻が暖房開始時刻よりも遅く、かつ、貯湯設定時刻が暖房終了時刻よりも早い場合には、詳述はしないが、貯湯不可能状態のときには、暖房開始時刻から重複時間帯の長さ（貯湯時間帯の長さ）だけ早い時刻を制限用の貯湯開始時刻として求め、貯湯可能状態のときには、暖房加熱能力と重複時間帯の長さ（貯湯時間帯の長さ）に基づいて制限貯湯量を求め、その制限貯湯量とヒートポンプ式加熱部３ａの最大加熱能力と暖房加熱能力との偏差加熱能力に基づいて、制限貯湯量を貯湯するための制限量貯湯時間を求めて、非制限用の貯湯開始時刻よりも制限量貯湯時間だけ早い時刻を制限用の貯湯開始時刻として求めるようにしている。
【００５１】
前記予約貯湯運転における貯湯設定時刻および設定貯湯量の設定について説明を加える。
前記運転制御部Ｈは、貯湯設定時刻および設定貯湯量を、人為操作に基づいて人為的に設定したり、実際の給湯の使用状況に基づいて自動的に設定するように構成され、選択スイッチなどにて人為設定か自動設定かを選択可能に構成されている。
【００５２】
すなわち、人為的に設定する場合には、運転制御部Ｈが、貯湯リモコンＲ２に設けられたスイッチなどの設定情報に基づいて、貯湯設定時刻および設定貯湯量を設定するようにしている。
また、自動的に設定する場合には、運転制御部Ｈが、実際に給湯運転を実行したときの実行時間帯および給湯量に基づいて、標準的な使用形態において、給湯が必要な時刻を貯湯設定時刻とし、その給湯に必要な給湯量を設定貯湯量として設定するようにしている。
【００５３】
自動設定について説明を加えると、例えば、運転制御部Ｈが、図５に示すように、１日を基準周期として、基準周期ごとに、実際に給湯運転を実行したときの実行時間帯および給湯量を記憶し、その記憶されている実行時間帯および給湯量に任意の重み付けをして、標準的な使用形態における貯湯設定時刻および設定貯湯量を設定するようにしている。
例えば、図５に示すものでは、貯湯設定時刻を、６時と１６時とし、６時における設定貯湯量を、記憶されている６時から９時までの給湯量の合計量とし、１６時における設定貯湯量を、記憶されている１６時から２０時までの給湯量の合計量とするようにしている。
【００５４】
前記予約貯湯運転における制御動作について、図６のフローチャートに基づいて説明する。
まず、人為設定または自動設定にて貯湯設定時刻および設定貯湯量を設定し、ヒートポンプ式加熱部３ａを最大加熱能力にて運転させた状態で、貯湯設定時刻に貯湯タンク１内の貯湯量を設定貯湯量にするための非制限用の貯湯時間を求めて、貯湯設定時刻から非制限用の貯湯時間だけ早い時刻を非制限用の貯湯開始時刻Ｃ１として求める（ステップ１，２）。
【００５５】
そして、貯湯時間帯に人為設定または自動設定にて設定された暖房設定時間帯と重複する重複時間帯が存在するか否かを判別して、重複時間帯が存在しないときには、非制限用の貯湯開始時刻Ｃ１になると、ヒートポンプ式加熱部３ａを最大加熱能力にて運転させて、貯湯タンク１内に貯湯する貯湯処理を実行する（ステップ３〜５）。
前記貯湯処理の実行により、貯湯タンク１内に設定貯湯量貯湯されて貯湯完了になると、貯湯が完了したことを報知するとともに、貯湯処理を停止させる停止処理を実行する（ステップ６，７）。
【００５６】
前記重複時間帯が存在するときには、加熱部３の加熱能力が制限能力であるとして、制限用の貯湯時間を求めて、貯湯設定時刻よりも制限用の貯湯時間だけ早い時刻を制限用の貯湯開始時刻Ｃ３として求める貯湯時間演算処理を実行する（ステップ３，８）。
そして、制限用の貯湯開始時刻Ｃ３になると（ステップ９）、ヒートポンプ式加熱部３ａを最大加熱能力にて運転させて、上述の貯湯処理、停止処理を順次行うようにしている（ステップ５〜７）。
【００５７】
〔第２実施形態〕
この第２実施形態は、上記第１実施形態における加熱部３の別実施形態を示すものであり、以下、第２実施形態における構成について、図面に基づいて説明する。
なお、その他の構成については、上記第１実施形態と同様であるので、同符号を記すなどによって、その詳細な説明は省略する。
【００５８】
すなわち、上記第１実施形態では、ヒートポンプ式加熱部３ａおよび補助加熱部３ｂともに、循環路２を通流する湯水を加熱するように構成した例を示したが、この第２実施形態では、図７に示すように、循環路２を通流する湯水を加熱する貯湯タンク用ヒートポンプ式加熱部３ｃと、熱媒体戻り路１２を通流する熱媒体を加熱する暖房用ヒートポンプ式加熱部３ｄと、貯湯タンク１内から取り出した湯水を加熱するとともに、暖房用ヒートポンプ式加熱部３ｂにて加熱された熱媒体を加熱する補助加熱装置３０が設けられている。
【００５９】
そして、貯湯タンク用ヒートポンプ式加熱部３ｃと暖房用ヒートポンプ式加熱部３ｄとは、共通のヒートポンプ装置にて供給される冷媒にて加熱作用するように構成され、貯湯タンク用ヒートポンプ式加熱部３ｃと暖房用ヒートポンプ式加熱部３ｄの両方にてひとつのヒートポンプ式加熱部として作用するように構成されている。
また、補助加熱装置３０が、貯湯タンク１の上部から取り出した湯水を補助的に加熱する補助給湯加熱機能、貯湯タンク１の上部から取り出した湯水に水を混合して、所望温度の湯水を給湯する給湯機能、暖房装置Ｐに供給する熱媒体を補助的に加熱する補助暖房加熱機能を備えて構成されている。
【００６０】
説明を加えると、補助加熱装置３０には、貯湯タンク１の上部に接続された給湯路５、暖房装置に接続された熱媒体戻り路１２および熱媒往き路１３、混合用給水路６の夫々が接続されている。
そして、補助加熱装置３０は、貯湯タンク１の上部から取り出した湯水が所望の温度未満のときには、その湯水を加熱したのち水を混合して、所望温度の湯水を給湯し、所望の温度以上のときには、その湯水に水を混合して、所望温度の湯水を給湯するとともに、暖房用ヒートポンプ式加熱部３ｄにて加熱された熱媒体の温度が暖房装置Ｐにて要求されている温度未満のときには、熱媒体を加熱して、熱媒体往き路１３を通して要求されている温度の熱媒体を暖房装置Ｐに供給するように構成されている。
【００６１】
そして、運転制御部Ｈは、暖房運転において、暖房用ヒートポンプ式加熱部３ｄを優先して運転させて、必要に応じて、補助加熱装置３０を運転させ、予約貯湯運転において、貯湯タンク用ヒートポンプ式加熱部３ｃを運転させて、貯湯タンク１内への貯湯を行うように構成されている。
【００６２】
また、運転制御部Ｈは、予約貯湯運転において、重複時間帯が存在するときには、ヒートポンプ式加熱部としての貯湯タンク用ヒートポンプ式加熱部３ｃおよび暖房用ヒートポンプ式加熱部３ｄのうち、貯湯タンク用ヒートポンプ式加熱部３ｃよりも暖房用ヒートポンプ式加熱部３ｄを優先して運転させるように構成されている。
すなわち、運転制御部Ｈは、重複時間帯において、暖房用ヒートポンプ式加熱部３ｄの加熱能力が暖房加熱能力になるように、暖房用ヒートポンプ式加熱部３ｄをヒートポンプ式加熱部の最小加熱能力から最大加熱能力の間で調整するようにしている。
そして、暖房加熱能力がヒートポンプ式加熱部の最大加熱能力以上である場合には、貯湯タンク用ヒートポンプ式加熱部３ｃを運転させずに、暖房用ヒートポンプ式加熱部３ｄのみを運転させるようにしている。
また、暖房加熱能力がヒートポンプ式加熱部の最大加熱能力よりも小さい場合には、貯湯タンク用ヒートポンプ式加熱部３ｃも運転させて、貯湯タンク用ヒートポンプ式加熱部３ｃの加熱能力と暖房用ヒートポンプ式加熱部３ｄの加熱能力を合わせた加熱能力がヒートポンプ式加熱部の最大加熱能力になるようにしている。
【００６３】
なお、この第２実施形態では、第１実施形態において、循環路２に設けられている開閉弁２２および暖房用熱交換部２３を省略することが可能となり、循環路２は、その湯水の循環方向の上流側端部が貯湯タンク１の底部に接続され、下流側端部が貯湯タンク１の上部に接続されている。
【００６４】
〔別実施形態〕
（１）上記第１および第２実施形態では、貯湯時間演算処理において、重複時間帯が存在するときに、暖房設定時間帯の間、暖房加熱能力が一定である場合について、暖房加熱能力、重複時間帯の長さ、および、ヒートポンプ式加熱部３ａの最大加熱能力などに基づいて、制限用の貯湯時間を求める構成を例示したが、暖房設定時間帯の間、暖房加熱能力が変動する場合にも、積算などを行って暖房加熱能力を求めて、その求めた暖房加熱能力、重複時間帯の長さ、および、ヒートポンプ式加熱部３ａの最大加熱能力などに基づいて、制限用の貯湯時間を求めることが可能である。
例えば、暖房設定時間帯を複数の時間帯に分けて、その時間帯ごとに、暖房加熱能力を一定の加熱能力とし、時間帯ごとの暖房加熱能力を暖房設定時間帯で積算することによって、暖房設定時間帯における暖房加熱能力を求めて、その求めた暖房加熱能力、重複時間帯の長さ、および、ヒートポンプ式加熱部３ａの最大加熱能力などに基づいて、制限用の貯湯時間を求めるように構成して実施することが可能である。
ちなみに、簡易な方法として、暖房加熱能力は、ヒートポンプ式加熱部３の最大加熱能力に対して固定割合とし、その比率に基づいて制限用の貯湯時間を求めることが可能であり、例えば、１／２とすると、非制限用の貯湯時間に重複時間だけ加えた時間を制限用の貯湯時間として求め、１／３とすると、非制限用の貯湯時間に重複時間の２倍の時間を加えた時間を制限用の貯湯時間として求めることになる。
【００６５】
（２）上記第１および第２実施形態では、貯湯時間演算処理において、重複時間帯が存在するときに、加熱部３の最大加熱能力および暖房加熱能力に基づいて、制限能力を求めて、その求めた制限能力および重複時間帯の長さに基づいて、貯湯時間を求める構成を例示したが、例えば、重複時間帯の長さに所定の係数を乗じた時間を非制限用の貯湯時間に加えることによって、制限用の貯湯時間を求めるように構成して実施することも可能である。
【００６６】
（３）上記第１および第２実施形態では、暖房設定時間帯および暖房加熱能力の設定について、人為設定か自動設定かを選択可能に構成されている例を示したが、人為設定のみまたは自動設定のみにて、暖房設定時間帯および暖房加熱能力を設定するように構成して実施することも可能である。
【００６７】
（４）上記第１および第２実施形態では、貯湯設定時刻および設定貯湯量の設定について、人為設定か自動設定かを選択可能に構成されている例を示したが、人為設定のみまたは自動設定のみにて、貯湯設定時刻および設定貯湯量を設定するように構成して実施することも可能である。
【００６８】
（５）上記第１実施形態では、加熱部３として、ヒートポンプ式加熱部３ａと補助加熱部３ｂとからなる構成を例示したが、加熱部３を、ヒートポンプ式加熱部３ａおよび補助加熱部３ｂのどちらか一方のみから構成して実施することも可能である。
また、加熱部３としては、ヒートポンプ式加熱部３ａおよび補助加熱部３ｂ以外の加熱手段を適応することも可能であり、加熱部３の構成としては、加熱手段の数および加熱手段の種類については適宜変更が可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１実施形態における貯湯式の給湯装置の概略構成図
【図２】貯湯式の給湯装置の制御ブロック図
【図３】貯湯時間演算処理の説明図
【図４】貯湯時間演算処理の説明図
【図５】給湯量と時刻との関係を表すグラフ
【図６】予約貯湯運転におけるフローチャート
【図７】第２実施形態における貯湯式の給湯装置の概略構成図
【符号の説明】
１ 貯湯タンク
３ 加熱手段
４ 給水路
５ 給湯路
２５ 熱消費時間帯設定手段
Ｈ 運転制御手段

Claims (5)

1. 上部に給湯路が接続されかつ下部に給水路が接続されている貯湯タンクと、
   前記貯湯タンク内の湯水を加熱するとともに、熱消費端末に供給する加熱対象流体を加熱する加熱手段と、
   その加熱手段の運転を制御する運転制御手段とが設けられている貯湯式の給湯装置であって、
   前記運転制御手段が、設定された貯湯設定時刻に前記貯湯タンク内の貯湯量を設定貯湯量にするための貯湯時間に基づいて、前記貯湯設定時刻よりも前記貯湯時間だけ早い貯湯開始時刻を求めて、その貯湯開始時刻になると、前記加熱手段の運転を開始させて、前記貯湯タンク内への貯湯を行う予約貯湯運転を実行し、
   設定された熱消費設定時間帯の間、前記加熱手段を運転させて、前記熱消費端末への前記加熱対象流体の供給を行う熱供給運転を実行するように構成され、かつ、
   前記予約貯湯運転において、
   前記貯湯開始時刻から前記貯湯設定時刻までの貯湯時間帯に前記熱消費設定時間帯と重複する重複時間帯が存在しないときには、前記加熱手段の加熱能力が非制限能力としての最大加熱能力であるとして、前記貯湯時間を求め、かつ、
   前記重複時間帯が存在するときには、前記加熱手段の加熱能力が前記非制限能力としての最大加熱能力よりも小さい制限能力であるとして、前記貯湯時間を求める貯湯時間演算処理を実行するように構成されている貯湯式の給湯装置。
2. 前記熱消費設定時間帯を変更設定する熱消費時間帯設定手段が設けられ、
   前記運転制御手段が、前記熱消費時間帯設定手段の設定情報に基づいて、前記貯湯時間演算処理を実行するように構成されている請求項１に記載の貯湯式の給湯装置。
3. 前記運転制御手段が、実際の前記熱供給運転の実行時間帯に基づいて前記熱消費設定時間帯を求めて、その求めた熱消費設定時間帯に基づいて、前記貯湯時間演算処理を実行するように構成されている請求項１または２に記載の貯湯式の給湯装置。
4. 前記運転制御手段が、前記貯湯時間演算処理において、前記重複時間帯が存在するときには、前記加熱手段の最大加熱能力および前記熱供給運転を実行するための前記加熱手段の熱供給用の必要加熱能力に基づいて、前記制限能力を求めて、その求めた制限能力および前記重複時間帯の長さに基づいて、前記貯湯時間を求めるように構成されている請求項１〜３のいずれか１項に記載の貯湯式の給湯装置。
5. 前記運転制御手段が、実際の前記熱供給運転における実加熱能力に基づいて前記熱供給用の必要加熱能力を求めるように構成されている請求項４に記載の貯湯式の給湯装置。

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