JP5475049B2 - 貯湯式給湯装置 - Google Patents

Description

本発明は、貯湯タンク内の湯水をヒートポンプにより加熱する貯湯式給湯装置に関する。

従来より、ヒートポンプにより貯湯タンク内の湯水を加熱して沸かし上げる貯湯式給湯装置において、貯湯タンクを有する貯湯ユニットが、必要に応じてヒートポンプを有するヒートポンプユニットの制御回路への電源の供給と遮断とを制御することにより、ヒートポンプユニットの待機電力を低減した構成が知られている（例えば、特許文献１参照）。

特許文献１に記載された貯湯式給湯装置において、貯湯ユニットは、貯湯タンクの湯切れを検知したときに、ヒートポンプユニットの制御回路に電源を供給し、ヒートポンプを作動させて貯湯タンク内の湯水を沸かし上げている。

さらに、貯湯ユニットは、貯湯ユニットに設けられた外気温センサの検出温度が低温（４℃以下）になったときに、ヒートポンプユニットの制御回路に電源を供給して、ヒートポンプユニットの凍結防止運転を行っている。

また、特許文献１には、貯湯ユニットに外気温センサが設けられていない場合の実施形態として、一定時間（２時間）が経過する毎にヒートポンプユニットの制御回路に電源を供給し、ヒートポンプユニットに設けられた外気温センサの検出温度が低温になっているときに、ヒートポンプユニットの凍結防止運転を行なう構成も開示されている。

特開２００４−１９８０４４号公報

貯湯ユニットとヒートポンプユニットを備えた貯湯式給湯装置において、貯湯ユニットが屋内に設置されてヒートポンプユニットが屋外に設置される場合や、貯湯ユニットは風が吹き込み難い場所に設置されてヒートポンプユニットが風が吹き込み易い場所に設置される場合等、貯湯ユニットとヒートポンプユニットの設置状況が異なる場合がある。

このように、貯湯ユニットとヒートポンプユニットの設置状況が異なる場合に、上述した特許文献１の貯湯式給湯装置のように、貯湯ユニットに設けられた外気温センサの検出温度に基づいてヒートポンプユニットの凍結防止運転を行うと、貯湯ユニットとヒートポンプユニットの周囲温度の相違により、凍結防止運転を行うタイミングが不適切になるおそれがある。

また、特許文献１に記載された貯湯式給湯装置のように、一定時間毎にヒートポンプユニットに電源供給して、ヒートポンプユニットに設けられた外気温センサの検出温度に基づいてヒートポンプユニットの凍結防止運転を行なうときには、外気温度が急激に低下したときに凍結防止運転の実行タイミングが遅れるおそれがある。

本発明のかかる背景に鑑みてなされたものであり、ヒートポンプユニットの待機電力の低減を図りつつ、ヒートポンプユニットの凍結防止運転を適切なタイミングで行なう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。

本発明は上記目的を達成するためになされたものであり、貯湯タンクを有する貯湯ユニットと、該貯湯タンク内の湯水をヒートポンプにより加熱するヒートポンプユニットとを有する貯湯式給湯装置に関する。

そして、本発明の貯湯式給湯装置は、
貯湯タンクを有する貯湯ユニットと、
該貯湯タンク内の湯水をヒートポンプにより加熱するヒートポンプユニットとを有する貯湯式給湯装置であって、
前記貯湯ユニットは、
前記ヒートポンプユニットとの間で通信を行うためのタンク通信回路と、
前記貯湯ユニットの周囲温度を検出するタンク外気温度センサと、
前記タンク外気温度センサの検出温度を示すタンク外気温度データを、前記ヒートポンプユニットに送信するタンク外気温度送信部と
を備え、
前記ヒートポンプユニットは、
前記貯湯ユニットとの間で通信を行うためのヒートポンプ通信回路と、
前記ヒートポンプユニットの周囲温度を検出するヒートポンプ外気温度センサと、
前記ヒートポンプ外気温度センサと接続されて、前記ヒートポンプの作動を制御するヒートポンプ制御回路と、
前記ヒートポンプ制御回路への電源の供給と遮断とを切替える電源切替回路と、
前記貯湯ユニットから前記タンク外気温度データを受信したときに、該タンク外気温度データにより示される温度が所定の凍結判定温度以下であるか否かを判断し、該温度が該凍結判定温度以下であるときには、前記電源切替回路により前記ヒートポンプ制御回路に電源が供給される状態として、前記ヒートポンプ制御回路に、前記ヒートポンプ外気温度センサの検出温度に基づいて前記ヒートポンプユニットの凍結防止運転を実行させ、
前記凍結防止運転が実行されていない待機状態であるときには、前記電源切替回路により前記ヒートポンプ制御回路への電源供給が遮断された状態とする電源供給制御回路と
を備えたことを特徴とする（第１発明）。

第１発明によれば、前記ヒートポンプユニットによる前記凍結防止運転が実行されていない待機状態であるときには、前記電源供給制御回路により、前記ヒートポンプ制御回路への電源供給が遮断される。そのため、待機状態であるときには、前記ヒートポンプユニットの消費電力が、主として前記ヒートポンプ通信回路と前記電源供給制御回路の消費電力に抑えられて、前記ヒートポンプユニットの待機電力が低減される。

そして、前記電源供給制御回路は、前記貯湯ユニットから前記タンク外気温度データを受信したときに、該外気温度データにより示される温度が前記凍結判定温度以下であるか否かを判断し、該温度が該凍結判定温度以下であるときには、前記ヒートポンプ制御回路に、前記ヒートポンプ外気温度センサの検出温度に基づいて前記ヒートポンプユニットの凍結防止運転を実行させる。そのため、前記ヒートポンプユニットの凍結防止運転を、前記ヒートポンプユニットに備えられた前記ヒートポンプ外気温度センサの検出温度を用いて、適切なタイミングで実行することができる。

また、第１発明において、
前記貯湯ユニットは、前記タンク外気温度センサとして設置箇所が異なる複数の温度センサを備え、
前記タンク外気温度送信部は、前記複数の温度センサの検出温度のうちで最も低い検出温度を示すデータを、前記タンク外気温度データとして、前記ヒートポンプユニットに送信することを特徴とする（第２発明）。

第２発明によれば、前記貯湯ユニットの設置状況によって生じ得る、前記タンク外気温度センサの検出温度と実際の外気温度との乖離を抑制することができる。

また、第１発明において、
前記貯湯タンクに接続されて前記貯湯タンク内の湯水が供給される出湯管の途中に設けられて、前記出湯管を流通する湯水を加熱する補助熱源機と、
該補助熱源機の周囲温度を検出する補助熱源外気温度センサと、
前記貯湯ユニットとの間で通信を行うための補助熱源通信回路と、
前記補助熱源外気温度センサの検出温度を示す補助熱源外気温度データを、前記貯湯ユニットに送信する補助熱源外気温度送信部と
を有する補助熱源ユニットを備え、
前記タンク通信回路は、前記補助熱源ユニットとの間で通信を行い、
前記タンク外気温度送信部は、前記補助熱源外気温度データにより示される温度と、前記タンク外気温度センサの検出温度とのうちの、低い方の温度を示すデータを、前記タンク外気温度データとして、前記ヒートポンプユニットに送信することを特徴とする（第３発明）。

第３発明によれば、前記貯湯ユニットの設置状況により、前記タンク外気温度センサの検出温度が実際の外気温度よりも高くなっているが、前記補助熱源外気温度センサは比較的正確に外気温度を検出できている場合に、前記補助熱源外気温度センサの検出温度を採用して、前記外気温度データを送信することができる。

また、第３発明において、
前記貯湯ユニットは、前記タンク外気温度センサとして複数の温度センサを備え、
前記タンク外気温度送信部は、前記補助熱源外気温度データにより示される温度と、前記複数の温度センサの検出温度とのうちで最も低い温度を示すデータを、前記タンク外気温度データとして、前記ヒートポンプユニットに送信することを特徴とする（第４発明）。

第４発明によれば、前記複数のタンク外気温度センサと前記補助熱源外気温度センサの検出温度を比較することにより、実際の外気温度に最も近いと想定される検出温度を採用して、前記タンク外気温データを送信することができる。

貯湯式給湯装置の構成図。 貯湯ユニット及び補助熱源ユニットの三面図。 貯湯式給湯装置の制御ブロック図。

本発明の実施形態について、図１〜図３を参照して説明する。図１を参照して、本実施形態の貯湯式給湯装置１は、貯湯ユニット１０、ヒートポンプユニット５０、補助熱源ユニット８０、及び、貯湯式給湯装置１を遠隔操作するためのリモコン１４０を備えて構成されている。

貯湯ユニット１０は、貯湯タンク１１、給水管１２、出湯管１３等を備えている。貯湯タンク１１は内部に湯水を保温して貯め、高さ方向に略等間隔で配置されたタンク温度センサ１４〜１７と、貯湯タンク１１の上部に配置されて貯湯タンク１１から出湯管１３に供給される湯水の温度を検出するタンク出湯温度センサ２６が設けられている。貯湯タンク１１の底部には、作業者の手動操作により開弁される排水弁１８が設けられている。

給水管１２は、一端が給水口３０を介して図示しない水道に接続され、他端が貯湯タンク１１の下部に接続されて、貯湯タンク１１内の下部に水を供給する。給水管１２には、貯湯タンク１１の内圧が過大になることを防止するための減圧弁１９と、給水管１２から貯湯タンク１１への方向のみの通水を可能にして、貯湯タンク１１から給水管１２側への湯水の流出を阻止する第１湯側逆止弁２０が設けられている。

給水管１２から分岐した給水バイパス管３４は、給湯混合弁２１を介して接続箇所Ｘで出湯管１３に連通しており、給湯混合弁２１により、貯湯タンク１１から出湯管１３に供給される湯水と給水バイパス管３４から出湯管１３に供給される水との混合比が変更される。

給水バイパス管３４には、給水バイパス管３４に供給される水の温度を検出する給水温度センサ２２と、給水バイパス管３４を流通する水の流量を検出する水側流量センサ２３と、給水バイパス管３４から出湯管１３への方向のみの通水を可能にして、出湯管１３から給水バイパス管３４側への湯水の流出を阻止する水側逆止弁２４とが設けられている。

出湯管１３は、一端が給湯口３１に接続され、他端が貯湯タンク１１の上部に接続されている。貯湯タンク１１の上部に貯められた湯水は、出湯管１３から給湯口３１を介して図示しない給湯栓（台所、洗面所、浴室のカランやシャワー等）に供給される。出湯管１３には、貯湯タンク１１から出湯管１３への方向のみの通水を可能にして、出湯管１３から貯湯タンク１１側への湯水の流入を阻止する第２湯側逆止弁２５と、貯湯タンク１１から出湯管１３に供給される湯水の流量を検出する湯側流量センサ２７とが設けられている。

補助熱源ユニット８０は、出湯管１３の給水バイパス管３４との接続箇所Ｘよりも下流側の途中に設けられ、貯湯ユニット１０には、補助熱源ユニット８０をバイパスして、補助熱源ユニット８０の下流側と上流側の出湯管１３を連通する出湯バイパス管３３と、出湯バイパス管３３を開閉する出湯バイパス弁２９とが設けられている。

出湯管１３の出湯バイパス管３３との分岐箇所Ｙと給湯混合弁２１との間に、給湯混合弁２１を介して出湯管１３に供給される湯水の温度を検出する混合温度センサ２８が設けられ、出湯管１３の出湯バイパス管３３との合流箇所Ｚと給湯口３１との間に、給湯口３１から出湯される湯水の温度を検出する給湯温度センサ３２が設けられている。また、貯湯ユニット１０の周囲温度（外気温度）を検出するための第１タンク外気温度センサ３５、及び第２タンク外気温度センサ３６が設けられている。

さらに、貯湯ユニット１０は、貯湯ユニット１０の全体的な作動を制御する貯湯コントローラ１００を備えている。貯湯コントローラ１００は、図示しないＣＰＵ、メモリ、各種インターフェース回路等を備えた電子回路ユニットであり、メモリに保持された貯湯ユニット１０の制御用プログラムをＣＰＵで実行することによって、貯湯ユニット１０の作動を制御し、後述する沸かし上げ指示送信部１０２及びタンク外気温度送信部１０３として機能する。

貯湯ユニット１０に備えられた各センサの検出信号は、貯湯コントローラ１００に入力される。また、貯湯コントローラ１００から出力される制御信号によって、給湯混合弁２１と出湯バイパス弁２９の作動が制御される。

次に、ヒートポンプユニット５０は、貯湯タンク１１内の湯水をタンク循環路４１を介して循環させて加熱するものであり、屋外に設置されている。ヒートポンプユニット５０は、ヒートポンプ循環路５２により接続された蒸発器５３、圧縮機５４、ヒートポンプ熱交換器５５（凝縮機）、及び膨張弁５６により構成されたヒートポンプ５１を有している。

蒸発器５３は、ファン６０の回転により供給される空気（外気）とヒートポンプ循環路５２内を流通する熱媒体（ハイドロフルオロカーボン（ＨＦＣ）等の代替フロン、二酸化炭素等）との間で熱交換を行う。圧縮機５４は、蒸発器５３から吐出された熱媒体を圧縮して高圧・高温とし、ヒートポンプ熱交換器５５に送出する。膨張弁５６は、圧縮機５４で加圧された熱媒体の圧力を開放する。

除霜弁６１は膨張弁５６をバイパスして設けられており、圧縮機５４から送出される熱媒体により蒸発器５３を除霜する。ヒートポンプ循環路５２の膨張弁５６の上流側及び下流側、圧縮機５４の上流側及び下流側には、ヒートポンプ循環路５２内を流通する熱媒体の温度を検出する熱媒体温度センサ６２，６３，６４，６５が、それぞれ設けられている。また、蒸発器５３には、蒸発器５３に吸入される空気の温度を検出するヒートポンプ外気温度センサ６７が設けられている。

ヒートポンプ熱交換器５５はタンク循環路４１と接続され、圧縮機５４により高圧・高温とされた熱媒体と、タンク循環路４１内を流通する湯水との熱交換により、タンク循環路４１内を流通する湯水を加熱する。タンク循環路４１には、貯湯タンク１１内の湯水をタンク循環路４１を介して循環させるためのタンク循環ポンプ６６が設けられている。

貯湯タンク１１内の下部に貯まった湯水は、タンク循環ポンプ６６によりタンク循環路４１に導かれ、ヒートポンプ熱交換器５５で後述する沸かし上げ温度まで加熱されて貯湯タンク１１の上部に戻される。これにより、沸かし上げ温度の湯水が、貯湯タンク１１の上部から順次積層して貯められる。

なお、タンク循環路４１のヒートポンプ熱交換器５５の上流側及び下流側には、タンク循環路４１内を流通する湯水の温度を検出する湯温度センサ６８，６９が設けられている。また、ヒートポンプ熱交換器５５には、その内部の雰囲気温度を検出する雰囲気温度センサ５７が設けられている。

さらに、ヒートポンプユニット５０は、ヒートポンプユニット５０の全体的な作動を制御するヒートポンプコントローラ１２０を備えている。ヒートポンプコントローラ１２０は、図示しないＣＰＵ、メモリ、各種インターフェース回路等を備えた電子回路ユニットであり、メモリに保持されたヒートポンプユニット５０の制御用プログラムをＣＰＵで実行することによって、ヒートポンプユニット５０の作動を制御する。

ヒートポンプユニット５０に備えられた各センサの検出信号は、ヒートポンプコントローラ１２０に入力される。また、ヒートポンプコントローラ１２０から出力される制御信号によって、圧縮機５４、タンク循環ポンプ６６、及びファン６０の作動が制御される。

次に、補助熱源ユニット８０は、出湯管１３を流通する湯水を加熱するものであり、缶体８７内に収容された給湯バーナ８１及び給湯バーナ８１により加熱される給湯熱交換器８２等を備えている。給湯バーナ８１には、図示しないガス供給管から燃料ガスが供給されると共に、図示しない燃焼ファンにより燃焼用空気が供給される。

給湯熱交換器８２は、出湯管１３の途中に接続されており、給湯バーナ８１の燃焼熱によって、内部を流通する湯水を加熱する。出湯管１３には、上流側から順に、水量サーボ弁９３と水量センサ８８が設けられている。給湯熱交換器８２の上流側と下流側は、熱源バイパス管８９により連通されており、熱源バイパス管８９には、熱源バイパス管８９の開度を調節するための熱源バイパス弁９０が設けられている。また、給湯熱交換器８２には、凍結防止用の電気ヒータ９４が設けられている。

出湯管１３の給湯熱交換器８２の出口付近には熱交出湯温度センサ９１が設けられ、出湯管１３の熱源バイパス管との接続箇所の下流側には熱源出湯温度センサ９２が設けられている。また、補助熱源ユニット８０の周囲温度（外気温度）を検出するための補助熱源外気温度センサ９５が設けられている。

さらに、補助熱源ユニット８０は、補助熱源ユニット８０の全体的な作動を制御する補助熱源コントローラ１３０を備えている。補助熱源コントローラ１３０は、図示しないＣＰＵ、メモリ、各種インターフェース回路等を備えた電子回路ユニットであり、メモリに保持された補助熱源ユニット８０の制御用プログラムを実行することによって、補助熱源ユニット８０の作動を制御し、後述する凍結防止制御部１３２及び補助熱源外気温度送信部１３３として機能する。

補助熱源コントローラ１３０は、通信ケーブル１５２によりリモコン１４０と接続されている。リモコン１４０は、貯湯式給湯装置１の運転状況や運転条件の設定等を表示するための表示器１４１と、各種スイッチが設けられたスイッチ部１４２とを備えている。貯湯式給湯装置１の使用者は、リモコン１４０のスイッチ部１４２を操作することによって、給湯口３１からの給湯温度（目標給湯温度）の設定等を行う。

貯湯コントローラ１００とヒートポンプコントローラ１２０は、通信ケーブル１５１により接続されて相互に通信を行う。また、貯湯コントローラ１００と補助熱源コントローラ１３０は、通信ケーブル１５０により接続されて相互に通信を行う。

次に、貯湯ユニット１０と補助熱源ユニット８０は、別体に設置される場合と一体化して設置される場合があり、本実施形態では、図２に示したように、一体化して設置されている。図２（ａ）の正面図及び図２（ｂ）の右側面図を参照して、補助熱源ユニット８０と貯湯ユニット１０は、筐体２００内に前後して連結されている。

補助熱源ユニット８０は、図示しない支持台に載置されており、筐体２００の前面は前面下部カバー２０１により閉塞されている。また、筐体２００の側面は、右上部カバー２１０及び右下部カバー２１１と、左上部カバー２１２及び左下部カバー２１３とにより閉塞されている。また、図２（ｃ）の背面図を参照して、筐体２００の背面は、背面上部カバー２２０及び背面下部カバー２２１により閉塞されている。

ここで、補助熱源ユニット８０の補助熱源外気温度センサ９５は、補助熱源ユニット８０の底部に設けられおり、補助熱源外気温度センサ９５の四方は、前面下部カバー２０１、右下部カバー２１１、左下部カバー２１３、及び背面下部カバー２２１により囲まれている。一方、第１タンク外気温度センサ３５は、右下部カバー２１１の外側に設けられており、第２タンク外気温度センサ３６は、筐体の底面の外側に設けられている。

そのため、補助熱源外気温度センサ９５については、筐体２００内の熱の滞留等の影響により、外気温度の検出精度が低下する場合がある。それに対して、第１タンク外気温度センサ３５と第２タンク外気温度センサ３６は、筐体２００の外側に設けられているため、外気温度を比較的精度良く検出することができる。

次に、図３を参照して、貯湯ユニット１０と、ヒートポンプユニット５０と、補助熱源ユニット８０との協働動作について説明する。

貯湯コントローラ１００は、タンク通信回路１０１を介してヒートポンプコントローラ１２０及び補助熱源コントローラ１３０との間で通信を行う。貯湯コントローラ１００は、給湯口３１を介して接続された給湯栓（図示しない）が開栓されて、給水管１２に最低作動流量（例えば、２．４リットル/min）以上の水が供給されていることを、湯側流量センサ２７の検出流量と水側流量センサ２３の検出流量との合計流量（総検出流量）により検出しているときに、給湯口３１から目標給湯温度の湯を出湯する給湯運転を実行する。

また、貯湯コントローラ１００は、貯湯タンク１１の湯切れの有無を監視する。そして、貯湯タンク１１の湯切れが生じていないときは、（タンク温度センサ１７の検出温度が湯切れ判定温度以上であるとき）は、水量サーボ弁９３を閉弁すると共に、出湯バイパス弁２９を開弁する。

そして、貯湯コントローラ１００は、タンク出湯温度センサ２６の検出温度Ｔh（貯湯タンク１１から出湯管１３に供給される湯の温度）と、湯側流量センサ２７の検出流量Ｆh（貯湯タンク１１から出湯管１３に供給される湯の流量）と、給水温度センサ２２の検出温度Ｔw（給水バイパス管３４から出湯管１３に供給される水の温度）と、水側流量センサ２３の検出流量Ｆw（給水バイパス管３４から出湯管１３に供給される水の流量）とに基づいて、出湯管１３と給水バイパス管３４との接続箇所Ｘから出湯管１３に目標給湯温度の湯が供給されるように、給湯混合弁２１により、貯湯タンク１１から出湯管１３に供給される湯と給水バイパス管３４から出湯管１３に供給される水との混合比を設定する「混合温調制御」を実行する。

一方、貯湯タンク１１の湯切れが生じているときには、貯湯コントローラ１００は、出湯バイパス弁２９を閉弁して水量サーボ弁９３を開弁すると共に、給湯混合弁２１を、給水バイパス管３４からの水が出湯管１３に供給される設定状態にする。

そして、貯湯コントローラ１００は、補助熱源ユニット８０の作動を許可して、熱源出湯温度センサ９２の検出温度が目標給湯温度となるように、給水温度センサ２２の検出温度Ｔw（給水バイパス管３４から出湯管１３に供給される水の温度）と、水側流量センサ２３の検出流量Ｆw（給水バイパス管３４から出湯管１３に供給される水の流量）とに基づいて、給湯バーナ８１の燃焼量と熱源バイパス弁９０の開度と水量サーボ弁９３の開度を調節する「加熱温調制御」を実行する。

貯湯コントローラ１００は、貯湯タンク１１の湯切れを検知したときに、沸かし上げ指示送信部１０２により、ヒートポンプコントローラ１２０に対して、貯湯タンク１１内の湯水を所定の沸かし上げ温度まで加熱する沸かし上げ運転の実行を指示する沸かし上げ指示データを送信する。

なお、貯湯コントローラ１００は、湯切れの検知を、(1)補助熱源ユニット８０の給湯バーナ８１が燃焼したこと、(2)貯湯タンク１１のタンク温度センサ１４〜１７の検出温度が目標給湯温度よりも低くなったこと、(3)タンク出湯温度センサ２６による貯湯タンク１１からの湯水の検出温度が目標給湯温度よりも低くなったこと、等を判断することによって行う。

貯湯コントローラ１００は、沸かし上げ指示データにより、沸かし上げ温度を目標給湯温度よりも高い温度（例えば、４０℃，４５℃，５０℃，５５℃に区分される）に指示する。例えば、リモコン１４０により目標給湯温度が４０℃に設定されているときには、貯湯コントローラ１００は、沸かし上げ温度を４５℃に設定する。

また、貯湯コントローラ１００のタンク外気温度送信部１０３は、第１タンク外気温度センサ３５の検出温度Ｔo2と、第２タンク外気温度センサ３６の検出温度Ｔo3と、補助熱源コントローラ１３０から受信した補助熱源外気温データから認識した、補助熱源外気温度センサ９５の検出温度Ｔo4とのうちで、最も低い温度Ｔoj1を示すデータを、第１タンク外気温度データ（本発明のタンク外気温度データに相当する）としてヒートポンプコントローラ１２０に送信する。

なお、補助熱源外気温度センサ９５の検出温度Ｔo4を用いずに、第１タンク外気温度センサ３５の検出温度Ｔo2と第２外気温度センサ３６の検出温度Ｔo3とのうちの、低い方の温度を示すデータを、第１タンク外気温度データとしてヒートポンプコントローラ１２０に送信するようにしてもよい。

また、タンク外気温度送信部１０３は、第１タンク外気温度センサ３５の検出温度Ｔo2と、第２タンク外気温度センサ３６の検出温度Ｔo3とのうちで、低い方の検出温度Ｔoj2を示すデータを、第２タンク外気温度データとして補助熱源コントローラ１３０に送信する。

次に、ヒートポンプコントローラ１２０は、貯湯式給湯装置１の運転中に電源１２２から常時電力供給されて作動するヒートポンプ通信回路１２１及び電源供給制御回路１２３と、電源供給制御回路１２３からの制御信号により、導通状態と遮断状態が切替えられる電源切替回路１２４と、電源切替回路１２４を介して電力供給されるヒートポンプ制御回路１２５とを備えている。

ヒートポンプコントローラ１２０は、ヒートポンプ通信回路１２１を介して貯湯コントローラ１００との間で通信を行う。電源供給制御回路１２３は、貯湯コントローラ１００から沸かし上げ指示データを受信したときに、電源切替回路１２４を遮断状態から導通状態に切替えてヒートポンプ制御回路１２５を作動状態にし、沸かし上げ運転の実行を指示する。

この沸かし上げ運転の実行の指示に応じて、ヒートポンプ制御回路１２５は、ヒートポンプ５１とタンク循環ポンプ６６を起動し、貯湯タンク１１内の湯水を沸かし上げ温度まで加熱する沸かし上げ運転を実行する。電源供給制御回路１２３は、沸かし上げ運転が完了したときに、電源切替回路１２４を導通状態から遮断状態に切替えて、ヒートポンプ制御回路１２５への電力供給を停止する。

また、電源供給制御回路１２３は、貯湯コントローラ１００から、第１タンク外気温度データを受信したときに、第１タンク外気温度データにより示されている温度Ｔoj1が、第１凍結判定温度（例えば６℃、本発明の凍結判定温度に相当する）よりも低いか否かを判断する。そして、Ｔoj1が第１凍結判定温度よりも低いときに、電源供給制御回路１２３は、電源切替回路１２４を遮断状態から導通状態に切替えて、ヒートポンプ制御回路１２５を作動させ、ヒートポンプユニット５０の凍結防止運転の準備を指示する凍結防止準備指示信号を送信する。

凍結防止準備指示信号を受信したヒートポンプ制御回路１２５は、ヒートポンプ外気温度センサ６７の検出温度Ｔo1が第２凍結判定温度（例えば６℃）よりも低いか否かを判断する。

そして、Ｔo1が第２凍結判定温度よりも低いときに、ヒートポンプ制御回路１２５は、ヒートポンプユニット５０の凍結防止運転を実行する。具体的には、ヒートポンプ制御回路１２５は、先ず、タンク循環ポンプ６６を作動させる。そして、タンク循環ポンプ６６の作動開始から３０分が経過しても、タンク循環路４１内の水の温度（湯温度センサ６８，６９により検出される）が８℃未満、且つ、ヒートポンプ外気温度センサ６７の検出温度Ｔo1が第２凍結判定温度未満であるときには、さらにヒートポンプ５１を作動させる。

一方、Ｔo1が第２凍結判定温度以上であるときには、ヒートポンプ制御回路１２５は、ヒートポンプ凍結防止運転が不要と判断する。

なお、タンク循環ポンプ６６の作動を、ヒートポンプ制御回路１２５とは別個に設けたタンク循環ポンプ制御回路により制御する構成とし、貯湯コントローラ１００から第１タンク外気温度データを受信したときに、タンク循環ポンプ制御回路が、第１タンク外気温度データにより示されている温度Ｔoj1が第１凍結判定温度よりも低いか否かを判断して、Ｔoj1が第１凍結判定温度よりも低いときに、タンク循環ポンプ６６を作動させるようにしてもよい。

電源供給制御回路１２３は、ヒートポンプ制御回路１２５によるヒートポンプ凍結防止運転が完了した時、及び、ヒートポンプ凍結防止運転が不要と判断された時に、電源切替回路を遮断状態としてヒートポンプ制御回路１２５への電力供給を停止する。

このように、電源供給制御回路１２３は、沸かし上げ運転と、ヒートポンプ凍結防止運転の要否の判断及びヒートポンプ凍結防止運転を行うときに限定して、電源切替回路１２４を導通状態としてヒートポンプ制御回路１２５及びヒートポンプ外気温度センサ６７に電力供給する。そのため、ヒートポンプコントローラ１２０の待機電力を低減することができる。

また、ヒートポンプ制御回路１２５は、ヒートポンプユニット５０に設けられたヒートポンプ外気温度センサ６７の検出温度Ｔo1を用いることによって、ヒートポンプユニット５０から離れた場所（屋内等）に設置される場合がある貯湯ユニット１０の第１タンク外気温度センサ３５及び第２タンク外気温度センサ３６の検出温度Ｔo2，Ｔo3、又は補助熱源ユニット８０の補助熱源外気温度センサ９５の検出温度Ｔo4を用いる場合よりも、ヒートポンプユニット５０の凍結防止運転の要否を、精度良く判断することができる。

そのため、ヒートポンプユニット５０の凍結防止運転の開始タイミングが遅れること、及び、不必要なヒートポンプユニット５０の凍結防止運転の実行により、無駄な電力が消費されることを防止することができる。

なお、第１タンク外気温度データにより示されている温度Ｔoj1と、ヒートポンプ外気温度センサ６７の検出温度Ｔo1とのうちの低い方の温度が、第２凍結判定温度よりも低いときに、ヒートポンプユニット５０の凍結防止運転を実行するようにしてもよい。

次に、補助熱源コントローラ１３０は、補助熱源通信回路１３１によって貯湯コントローラ１００との間で通信を行う。補助熱源コントローラ１３０は、貯湯コントローラ１００により作動が許可されているときに、熱源出湯温度センサ９２の検出温度が目標給湯温度となるように、給湯バーナ８１の燃焼量と熱源バイパス弁９０の開度を調節する。

また、補助熱源外気温度送信部１３３は、補助熱源外気温度センサ９５の検出温度Ｔo4を示す補助熱源外気温度データを、貯湯コントローラ１００に常時（貯湯コントローラ１００の制御周期毎に）送信する。

凍結防止制御部１３２は、貯湯コントローラ１００から受信した第２タンク外気温度データから認識した温度Ｔoj2と、補助熱源外気温度センサ９５の検出温度Ｔo4とのうちの低い方の温度が、第３凍結判定温度よりも低くなっているか否かを判断する。そして、この低い方の温度が第３凍結判定温度よりも低くなっているときには、電気ヒータ９４に通電して給湯熱交換器８２を加熱する凍結防止運転を実行する。

ここで、図２（ａ）〜図２（ｃ）を参照して説明したように、補助熱源ユニット８０の補助熱源外気温度センサ９５は、周囲を前面下部カバー２０１、右下部カバー２１１、左下部カバー２１３、及び背面下部カバー２２１により囲まれているため、補助熱源外気温度センサ９５の周囲に熱がこもる場合があり、この場合には、補助熱源ユニット８０の周囲の外気温度を精度良く検出することができない。

それに対して、貯湯ユニット１０の第１タンク外気温度センサ３５は右下部カバー２１１の外側に設けられ、また、第２タンク外気温度センサ３６は、筐体２００の底面の外側に設けられている。そのため、熱のこもり等による影響を受け難く、補助熱源ユニット８０の周囲の外気温度を精度良く検出することができる。

そこで、凍結防止制御部１３２は、貯湯コントローラ１００から受信した第２タンク外気温度データから認識した温度Ｔoj2と、補助熱源外気温度センサ９５の検出温度Ｔo4とのうちの低い方の温度に基づいて、補助熱源ユニット８０の第３凍結判定温度よりも低くなっているか否かを判断する。

そして、これにより、補助熱源ユニット８０の凍結防止運転の開始タイミングが遅れること、及び、不必要な補助熱源ユニット８０の凍結防止運転の実行により、無駄な電力が消費されることを防止することができる。

なお、本実施形態においては、補助熱源ユニット８０を備えた貯湯式給湯装置１を示したが、補助熱源ユニット８０を備えていない貯湯式給湯装置に対しても、本発明の適用が可能である。

また、本実施形態では、補助熱源ユニットとして、ガスを燃料とする補助熱源ユニット８０を示したが、石油等の他の燃料を用いる熱源ユニットや電気ヒータ等の他の種類の補助熱源ユニットを用いてもよい。

また、本実施形態では、設置箇所が異なる２個のタンク外気温度センサ（第１タンク外気温度センサ３５、第２タンク外気温度センサ３６）を備えた例を示したが、３個以上のタンク外気温度センサを備えて、最も低い検出温度を示すタンク外気温度データをヒートポンプコントローラ１２０に送信するようにしてもよい。また、１個のタンク外気温度センサを備えて、このタンク外気温度センサの検出温度を示すタンク外気温度データをヒートポンプコントローラ１２０に送信するようにしてもよい。

１…貯湯式給湯装置、１０…貯湯ユニット、１１…貯湯タンク、１２…給水管、１３…出湯管、２１…給湯混合弁、２６…タンク出湯温度センサ、２８…混合温度センサ、２９…出湯バイパス弁、３３…出湯バイパス管、３４…給水バイパス管、５０…ヒートポンプユニット、８０…補助熱源ユニット、１００…貯湯コントローラ、１０１…タンク通信回路、１０２…沸かし上げ指示送信部、１０３…タンク外気温度送信部、１２０…ヒートポンプコントローラ、１２１…ヒートポンプ通信回路、１２３…電源供給制御回路、１２４…電源切替回路、１２５…ヒートポンプ制御回路、１３０…補助熱源コントローラ、１３１…補助熱源通信回路、１３２…凍結防止制御部、１３３…補助熱源外気温度送信部。

Claims (4)

1. 貯湯タンクを有する貯湯ユニットと、
   該貯湯タンク内の湯水をヒートポンプにより加熱するヒートポンプユニットとを有する貯湯式給湯装置であって、
   前記貯湯ユニットは、
   前記ヒートポンプユニットとの間で通信を行うためのタンク通信回路と、
   前記貯湯ユニットの周囲温度を検出するタンク外気温度センサと、
   前記タンク外気温度センサの検出温度を示すタンク外気温度データを、前記ヒートポンプユニットに送信するタンク外気温度送信部と
   を備え、
   前記ヒートポンプユニットは、
   前記貯湯ユニットとの間で通信を行うためのヒートポンプ通信回路と、
   前記ヒートポンプユニットの周囲温度を検出するヒートポンプ外気温度センサと、
   前記ヒートポンプ外気温度センサと接続されて、前記ヒートポンプの作動を制御するヒートポンプ制御回路と、
   前記ヒートポンプ制御回路への電源の供給と遮断とを切替える電源切替回路と、
   前記貯湯ユニットから前記タンク外気温度データを受信したときに、該タンク外気温度データにより示される温度が所定の凍結判定温度以下であるか否かを判断し、該温度が該凍結判定温度以下であるときには、前記電源切替回路により前記ヒートポンプ制御回路に電源が供給される状態として、前記ヒートポンプ制御回路に、前記ヒートポンプ外気温度センサの検出温度に基づいて前記ヒートポンプユニットの凍結防止運転を実行させ、
   前記凍結防止運転が実行されていない待機状態であるときには、前記電源切替回路により前記ヒートポンプ制御回路への電源供給が遮断された状態とする電源供給制御回路と
   を備えたことを特徴とする貯湯式給湯装置。
2. 請求項１に記載の貯湯式給湯装置において、
   前記貯湯ユニットは、前記タンク外気温度センサとして設置箇所が異なる複数の温度センサを備え、
   前記タンク外気温度送信部は、前記複数の温度センサの検出温度のうちで最も低い検出温度を示すデータを、前記タンク外気温度データとして、前記ヒートポンプユニットに送信することを特徴とする貯湯式給湯装置。
3. 請求項１に記載の貯湯式給湯装置において、
   前記貯湯タンクに接続されて前記貯湯タンク内の湯水が供給される出湯管の途中に設けられて、前記出湯管を流通する湯水を加熱する補助熱源機と、
   該補助熱源機の周囲温度を検出する補助熱源外気温度センサと、
   前記貯湯ユニットとの間で通信を行うための補助熱源通信回路と、
   前記補助熱源外気温度センサの検出温度を示す補助熱源外気温度データを、前記貯湯ユニットに送信する補助熱源外気温度送信部と
   を有する補助熱源ユニットを備え、
   前記タンク通信回路は、前記補助熱源ユニットとの間で通信を行い、
   前記タンク外気温度送信部は、前記補助熱源外気温度データにより示される温度と、前記タンク外気温度センサの検出温度とのうちの、低い方の温度を示すデータを、前記タンク外気温度データとして、前記ヒートポンプユニットに送信することを特徴とする貯湯式給湯装置。
4. 請求項３に記載の貯湯式給湯装置において、
   前記貯湯ユニットは、前記タンク外気温度センサとして複数の温度センサを備え、
   前記タンク外気温度送信部は、前記補助熱源外気温度データにより示される温度と、前記複数の温度センサの検出温度とのうちで最も低い温度を示すデータを、前記タンク外気温度データとして、前記ヒートポンプユニットに送信することを特徴とする貯湯式給湯装置。

Images