JP7342643B2 - 貯湯式給湯装置 - Google Patents

Description

本発明は、貯湯式給湯装置に関する。

貯湯式給湯装置の配管凍結予防の制御について、特許文献１に記載された制御では、給水温が凍結の可能性がある所定の温度に到達すると、循環ポンプが稼働され、貯湯タンクの下部又は上部から取り出された湯水が、貯湯タンクとヒートポンプユニットとをつなぐ配管を経由して、貯湯タンクに戻される。

特開２００３－３１４８９７号公報

外気温及びその変動によって給湯装置内の温度低下のスピードは異なる。従って、凍結予防の制御の開始のタイミングを、一律に、給水温が所定の温度に到達したときとしたのでは、凍結予防が間に合わずに配管の凍結が起こる可能性、及び、外気温度の上昇等により凍結予防が不要となったにも関わらず凍結予防の制御が実行される可能性がある。この点で、特許文献１の制御には改善の余地があり、実際の給湯装置の温度変化を踏まえ、適切なタイミングで実行できる凍結予防の制御の開発が望まれる。

なお、凍結予防の制御によらず、配管に凍結防止のためヒータを設置し、必要に応じて給湯装置内を加熱する方法も考えられる。しかしながら、コスト低減及び漏電等の抑制の観点から、ヒータの設置による凍結予防は好ましいものではない。

本発明は、上記の課題を解決するためになされたもので、凍結防止のためのヒータ等を別途設置することなく、より適切なタイミングで効率的に凍結予防の制御をできるように改善された貯湯式給湯装置を提供するものである。

本発明の貯湯式給湯装置は、貯湯タンクと、貯湯タンク内の湯水を加熱する沸き上げ運転を行うヒートポンプユニットと、貯湯タンクの下部に接続され、貯湯タンクに給水するための給水部と、給水部の水温である給水温を検出する温度検出手段と、貯湯タンクの残湯量を検出する残湯量検出手段と、沸き上げ運転の動作を制御する制御装置とを備える。制御装置は、給水温が、第一判定温度以下となったときに、凍結を予防するための凍結予防制御を行う凍結予防制御実行手段を備える。凍結予防制御実行手段は、凍結予防制御を実行する場合、貯湯タンク内の全量の湯水の沸き上げを行う第１モードと、貯湯タンクの下部側の一部の湯水の沸き上げを行う第２モードとの何れかのモードから、残湯量が基準量未満である場合には第１モードを、残湯量が基準量以上である場合には第２モードを、選択モードとして選択し、選択モードでの沸き上げが、給水温が第一判定温度より低い第二判定温度に到達するタイミングで完了するように、選択モードでの沸き上げを開始する。

本発明にかかる貯湯式給湯装置によれば、凍結防止のためのヒータを別途設置することなく、温度変化に応じた適切なタイミングで、貯湯タンクの残湯量に応じた効率的な凍結予防の制御を実行することができる。

本発明の実施の形態１の貯湯式給湯装置の構成図である。 本発明の実施の形態１の第１モードでの沸き上げの回路を示す図である。 本発明の実施の形態１の第２モードでの沸き上げの回路を示す図である。 本発明の実施の形態１の凍結予防運転の制御動作を示すフローチャートである。 本発明の実施の形態１の凍結予防運転のタイミングチャートである。

以下、図面を参照して本発明の実施の形態の一例について説明する。各図において共通する要素には、同一の符号を付して、重複する説明を省略する。なお、本開示では、湯が持っている熱量を、所定温度の湯に換算した湯量として扱う場合がある。すなわち、本開示において、「湯量」との記載は実質的には熱量を意味する場合がある。

実施の形態１．
図１は、本発明の実施の形態１の貯湯式給湯装置の構成図である。貯湯式給湯装置３５は、タンクユニット３３と、ヒートポンプサイクルを利用するヒートポンプユニット（以下「ＨＰユニット」と称する）７と、リモコン装置４４とを備えている。

ＨＰユニット７とタンクユニット３３とは、ＨＰ往き配管１４とＨＰ戻り配管１５と図示しない電気配線とを介して接続されている。ＨＰユニット７は、タンクユニット３３が備える貯湯タンク８から導かれた低温水等を加熱するための加熱手段として機能する。ＨＰユニット７は、圧縮機１、水冷媒熱交換器３、膨張弁４、空気熱交換器６を冷媒循環配管５にて環状に接続し、ヒートポンプサイクルを構成している。水冷媒熱交換器３は、冷媒循環配管５を流れる冷媒とタンクユニット３３から導かれた低温水との間で熱交換を行うためのものである。また、水冷媒熱交換器３は、冷媒循環配管５を流れる冷媒と水道等の水源から直接供給される低温水との熱交換を行う構成であってもよい。ＨＰユニット７には外気温度を検出する外気温度センサ３９が設置されている。

タンクユニット３３には、以下の各種部品や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。貯湯タンク８内には、上側が高温で下側が低温となる温度成層が形成され、湯水が貯留される。貯湯タンク８の表面には、複数の貯湯温度センサ４１、４２、４３が高さを変えて取り付けられている。

タンクユニット３３には、熱源ポンプ１２およびふろ用熱交換器２０が内蔵されている。熱源ポンプ１２は、タンクユニット３３内の後述する各種配管に湯水を循環させるためのポンプであり、第一送水配管１３ａ上に設けられている。

三方弁１１は、流入口であるａポート及びｂポートと、流出口であるｃポートとを有する流路切替手段である。第一送水配管１３ａは、三方弁１１のｃポートとＨＰ往き配管１４とを接続する。三方弁１１は、貯湯タンク８の下部の水導出口８ｂに接続する水導出口配管１０と、ＨＰ往き配管１４とが連通する形態（ａ－ｃ経路）と、ふろ用熱交換器２０の１次側出口に接続する第三タンク循環配管２０ｃとＨＰ往き配管１４とが連通する形態（ｂ－ｃ経路）と、の２つの流路形態の何れかにタンクユニット３３内の湯水の流路を切り替える。

第一四方弁１６は、流入口であるａポート及びｂポートと、流出口であるｃポート及びｄポートとを有する流路切替手段である。第一四方弁１６は、４つの経路、ａ－ｃ経路、ａ－ｄ経路、ｂ－ｃ経路、及び、ｂ－ｄ経路の何れかに流路形態を切り替える。第二四方弁１８は、流入口であるａポートと、流出口であるｂポート、ｃポート、及び、ｄポートと、を有する流路切替手段である。第二四方弁１８は、３つの経路、ａ－ｂ経路、ａ－ｃ経路、ａ－ｄ経路の間で流路を切り替える。

タンクユニット３３は、中温配管７９、第一給水配管９ａ、第二給水配管９ｂ、第三給水配管９ｃ、第四給水配管９ｄ、給湯用混合弁２２、ふろ用混合弁２３、中温水切換弁７８、給湯配管２４、及び、風呂配管２５を有している。第一給水配管９ａの一端は水道等の水源に接続され、第一給水配管９ａの他端には減圧弁３１を介して第二給水配管９ｂおよび第三給水配管９ｃが接続され、これらによって給水管路９が構成されている。また、第一給水配管９ａには、給水部の温度を検出する給水温度センサ６０が設けられている。第二給水配管９ｂは、途中から分岐して中温水切換弁７８のａポートに接続されている。中温配管７９は貯湯タンク８の中間部に設けられた中温水導出口８ｆと中温水切換弁７８のｂポートを接続する。

第四給水配管９ｄの一端は中温水切換弁７８のｃポートに接続し、他端は途中から分岐して給湯用混合弁２２及びふろ用混合弁２３の水側の入口にそれぞれ接続している。温水導出配管２１の一端は、貯湯タンク８上部の温水導入出口８ｄに接続し、他端は、途中から分岐して給湯用混合弁２２及びふろ用混合弁２３の湯側の入口にそれぞれ接続している。

給湯用混合弁２２は、温水導出配管２１により供給される湯と、第四給水配管９ｄから供給される低温水もしくは中温水との流量比を可変とすることで湯温を調整する。給湯用混合弁２２の出口は、給湯配管２４の一端に接続されている。給湯配管２４の他端は、給湯栓３４に接続されている。給湯用混合弁２２で温度調整された湯は、給湯配管２４と、給湯栓３４と、給湯栓３４に接続された図示しない外部配管とを経由して、図示しないシャワー、カラン、流し台、及び、洗面台の蛇口等へ送られる。

ふろ用混合弁２３は、温水導出配管２１により供給される高温湯と、第四給水配管９ｄから供給される低温水もしくは中温水との流量比を可変とすることで湯温を調整する。ふろ用混合弁２３の出口は、風呂配管２５の一端に接続されている。風呂配管２５の他端は、ふろ往き配管２７のふろ用熱交換器２０とふろ往き温度センサ３７との間の位置に接続されている。風呂配管２５の途中には、風呂配管２５を開閉するふろ用電磁弁２６が設けられている。ふろ用混合弁２３で温度調整された湯は、風呂配管２５、ふろ往き配管２７を経て、浴槽３０に流入する。

浴槽３０に設けられた吸込口と吐出口とは、それぞれ、ふろ往き配管２７とふろ戻り配管２８によって接続され、これにより浴槽３０内の浴槽水が導出されて循環するように構成されている。ふろ用熱交換器２０は、ふろ戻り配管２８の途中に設置されている。ふろ用熱交換器２０の１次側入口には、第一タンク循環配管２０ａが接続されている。ふろ用熱交換器は、貯湯タンク８又はＨＰユニット７から供給される高温湯を利用し２次側の対象水を加熱し、又は、貯湯タンク８の下部から供給される低温水を利用して２次側の対象水から熱を回収して冷却する。ふろ用熱交換器２０の出口には、第三タンク循環配管２０ｃが接続している。第二タンク循環配管２０ｂは、第三タンク循環配管２０ｃの途中から分岐して、中温配管７９の途中に接続されている。第二タンク循環配管２０ｂには、逆止弁５０が設置されている。ふろ往き配管２７とふろ戻り配管２８の途中には、浴水を循環させるためのふろ循環ポンプ２９が設置されている。

タンクユニット３３には、制御装置３６が内蔵されている。制御装置３６は、少なくとも一つのプロセッサと、少なくとも一つのメモリとを備える。タンクユニット３３およびＨＰユニット７が備える各種弁類、ポンプ類等の作動は、これらと電気的に接続された制御装置３６により制御される。

制御装置３６とリモコン装置４４とは、相互に通信可能に接続されている。リモコン装置４４は、貯湯式給湯装置３５の運転動作指令及び設定値の変更操作をするユーザーインターフェース装置である。リモコン装置４４の設置場所に限定はない。リモコン装置４４の設置場所としては、例えば、浴室及び台所等が挙げられる。また、リモコン装置４４は１台でも良いし異なる場所に複数台設置されてもよい。リモコン装置４４の他に、例えばスマートフォンのような携帯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あってもよい。

リモコン装置４４は、報知手段として機能する表示部４４ａ及び設定手段として機能する操作部（図示しない）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。操作部は、ユーザーが操作するためのボタン、ダイヤル、及び、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。リモコン装置４４は、スピーカ及びマイク等をさらに備えてもよい。

ユーザーは、リモコン装置４４を操作して、例えば風呂の温度及び浴槽湯量を設定することができる。また、ユーザーは、リモコン装置４４を操作して、風呂自動運転を設定することができる。風呂自動運転が設定されると、浴水の温度、浴槽３０の湯量をリモコン装置４４で設定された温度、湯量に維持するように、必要に応じて浴水の昇温、冷却、又は、たし湯が行われる。

制御装置３６は、貯湯温度センサ４１，４２，４３によって貯湯タンク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内の残湯量及び蓄熱量を検出する。制御装置３６は、検出された残湯量及び蓄熱量等に基づいて、ＨＰユニット７による貯湯タンク８内の湯水の沸き上げ運転の開始及び停止を制御する。

制御装置３６は、ＨＰユニット７及び熱源ポンプ１２を稼働させることで沸き上げ運転を行う。沸き上げ運転では、三方弁１１、第一四方弁１６、及び、第二四方弁１８の切り替えにより、貯湯タンク８内の下部の水が、水導出口８ｂから導出され、ＨＰ往き配管１４等を経由し、ＨＰユニット７へ送られる。そして、水冷媒熱交換器３を通過する間に加熱されて高温になった湯は、ＨＰ戻り配管１５等を経由して、貯湯タンク８内に流入する。このような沸き上げ運転により、貯湯タンク８内に上から下に向かって湯が貯えられ、蓄熱される。貯湯温度センサ４１、４２、又は、４３により把握される貯湯タンク８内の残湯量が所定量を超えると停止される。

本実施の形態の制御装置３６は、更に、貯湯式給湯装置の配管の凍結を防止するための凍結予防制御を実行する凍結予防制御実行手段として機能する。凍結予防制御では、以下の第１モード又は第２モードのいずれかのモードでの沸き上げが実行される。図２及び図３は、図１の構成図に、沸き上げ時の湯水の流路を太線で追記した沸き上げの回路図であり、図２は第１モード、図３は第２モードの場合を示す。

第１モードでは、貯湯タンク８内の湯水全量の沸き上げ運転が実施される。第１モードでは、三方弁１１、第一四方弁１６、及び、第二四方弁１８により、図２に示されるように、貯湯タンク８の下部の水導出口８ｂ、水導出口配管１０、第一送水配管１３ａ、ＨＰ往き配管１４、ＨＰユニット７、ＨＰ戻り配管１５、第一温水配管１７ａ、第四温水配管１９ｂ、及び、貯湯タンク８の上部の温水導入出口８ｄが連通される形態に流路が切り替えられる。第１モードでは、貯湯タンク８の下部から、貯湯タンク８の湯水が導出され、貯湯タンク８の上部に湯水が戻される。第１モードでの沸き上げは、貯湯タンク８の湯水の全量が、制御装置３６において設定される全量沸き上げ時の温度となった時点で完了する。

第２モードでは、貯湯タンク８内の下部の一部の湯水を沸き上げる沸き上げ運転が実施される。第２モードでは、三方弁１１、及び、第一四方弁１６により、図３に示されるように、貯湯タンク８の下部の水導出口８ｂ、水導出口配管１０、第一送水配管１３ａ、ＨＰ往き配管１４、ＨＰユニット７、ＨＰ戻り配管１５、第二温水配管１７ｂ、及び、貯湯タンク８の下部の水導入口８ｃが連通される形態に流路が切り替えられる。第２モードでは、貯湯タンク８の下部から、貯湯タンク８の下方に貯留された湯水が導出され、貯湯タンク８の下部に高温の湯が戻される。第２モードでの沸き上げは、貯湯タンク８の下部が、制御装置３６において設定される下部沸き上げ時の温度（例えば、下部最低温度４０℃）となった時点で完了する。

制御装置３６は、凍結予防制御を行う場合、貯湯タンク８の残湯量に応じて、第１モードでの沸き上げを行うか、第２モードでの沸き上げを行うかを決定する。残湯量に対する比較値として基準量が予め設定され、制御装置３６に記憶されている。そして、残湯量が基準量未満の場合には、貯湯タンク８の湯水全量を沸き上げる第１モードが選択され、基準量以上の場合には、貯湯タンク８の下部の一部の湯水を沸き上げる第２モードが選択される。基準量は、シミュレーション等により貯湯式給湯装置３５ごとの最適な値に定めることができる。具体的な基準量としては、例えば、貯湯タンク８の全量に対して、半分程度の残湯量の値が用いられる。

制御装置３６には、給水温度センサ６０によって計測される水温（以下「給水温」とも称する）に対する比較値として、第一判定温度と第二判定温度とが、予め記録されている。第一判定温度は、凍結可能性を判定するための温度であり、第二判定温度は、実際に配管凍結が発生する可能性を判定するための温度である。第二判定値は、第一判定温度よりも低い。

制御装置３６は、給水温が第一判定温度以下に低下した場合に、第１モード又は第２モードでの沸き上げ運転の開始のタイミングを算出する。沸き上げ運転の開始タイミングは、選択されたモードでの沸き上げが、水温が第二判定温度に到達する時点で完了するように設定される。

具体的に、沸き上げの開始タイミングの算出に際し、まず、制御装置３６は、給水温のデータに基づいて、単位時間あたりの給水温の温度変化量ΔＴｗを算出する。なお、本実施の形態では、単位時間を１時間として説明する。そして算出された温度変化量ΔＴｗを用いて、水温が第一判定温度以下となった時点から第二判定温度に低下するまでにかかる時間の推定値である到達時間Ｔ１を次式により算出する。

次に、選択されたモードでの沸き上げの開始から完了までに要する沸き上げ時間の推定値である沸上時間Ｔ２を算出する。つまり、第１モードが選択されている場合には、貯湯タンク８の全量の沸き上げに要する時間を算出し、第２モードが選択されている場合には、貯湯タンク８の下部が設定された温度に到達するのに要する時間が算出される。

具体的に、沸上時間Ｔ２は、次式により算出される。

上記式において、目標沸上温度は、外気温や使用湯量等から制御装置３６が算出する。残湯量は、貯湯温度センサ４１～４３の出力に基づき算出される。貯湯タンク８の容量は制御装置３６に記憶されている。また、現在設定されているＨＰユニット７の加熱能力は、制御装置３６により取得される。

第一判定温度に到達してから沸き上げを開始するまでの時間である待機時間は、到達時間Ｔ１から、沸上時間Ｔ２を減算した値（Ｔ１－Ｔ２）として算出される。制御装置３６は、第一判定温度に到達してから待機時間が経過したタイミングを、選択されたモードでの沸き上げの開始タイミングとする。

次に、制御装置３６が実行するより具体的な凍結予防制御の制御動作について説明する。図４は制御装置３６による凍結予防制御の制御動作を示すフローチャートである。図４の制御は、一定の周期で繰り返し実行される。図４のステップＳ１では、給水部の水温が第一判定温度以下であるか否かが判別される。ステップＳ１で、給水部の水温が第一判定温度より高いと判別された場合には、今回の処理はそのまま終了する。

一方、給水部の水温が第一判定温度以下であると判別された場合には、次にステップＳ２に進み、貯湯タンク８の残湯量が基準量未満であるか否かが判別される。ステップＳ２で、残湯量が基準量未満であると判別された場合には、ステップＳ３に進み、第１モードが選択され、残湯量が基準量以上と判別された場合には、ステップＳ４に進み、第２モードが選択される。

ステップＳ３又はステップＳ４の次に、ステップＳ５に進み、選択されたモードでの待機時間が算出される。待機時間の算出は上述した通りである。次に、ステップＳ６に進み、第一判定温度に到達してからの経過時間が、待機時間以上であるか否かが判別される。経過時間が待機時間以上となっていない場合には、処理はステップＳ６に戻され、ステップＳ６の判別処理が一定間隔で繰り返される。

一方、ステップＳ６で、経過時間が待機時間以上と判別された場合、次に、ステップＳ７に進み、凍結防止のための沸き上げが開始される。その後、今回の処理は終了する。

図５は、本実施の形態の第１モードでの凍結予防運転のタイミングチャートである。図５において、横軸は時間を表し、縦軸左側は温度、右側は残湯量を表している。また、図５において、実線ａは給水部の温度変化を示し、実線ｂは残湯量を示している。図５の例では、第一判定温度は４．０［℃］、第二判定温度は－３．０［℃］に設定されている。また、温度変化量ΔＴｗは、－１［℃］である。

図５に示される例では、給水温が、第一判定温度４．０［℃］以下になった時点ｔ１で、残湯量が取得され、第１モードが選択され、待機時間が算出される。この例では、第１モードでの沸上時間は、１．５時間であり、待機時間は５．５時間である。時点ｔ１からの経過時間が、待機時間となった時点ｔ２で、沸き上げが開始される。第１モードは全量の沸き上げ運転であるので、残湯量は増加し、沸き上げ時間の１．５時間経過後の時点ｔ３には、満タンの状態に到達して、凍結防止の沸き上げも完了する。

なお、この例と同じ第一判定温度、第二判定温度、温度変化量ΔＴｗとし、第２モードでの沸き上げ時間を０．５［ｈ］とした場合、第２モードの場合の待機時間は、６．５時間後となる。

以上説明したように、本実施の形態の制御によれば、貯湯タンク８の残湯量が考慮されて適切な沸き上げ運転のモードが選択された上で、凍結が開始すると予想される温度に到達するときに沸き上げが完了する最適なタイミングで沸き上げが開始される。従って、より適切なタイミングで凍結予防の制御を実行することができ、より確実に凍結を防止しつつ、凍結予防のための無駄な沸き上げ運転の実行を回避することができる。

なお、制御装置３６は、給水温が第一判定温度以下となったあとの待機時間の間に、すなわち、選択されたモードにより凍結予防のための沸き上げ開始前に、給水温が第二判定温度以下となったときは、直ちに沸き上げ運転を実施する構成としてもよい。この場合の沸き上げ運転は、選択されたモードでの沸き上げ運転とする構成としてもよいし、あるいは、選択されたモードに関わらず、第１モードでの沸き上げ、あるいは第２モードでの沸き上げを行う構成としてもよい。

また、第一判定温度及び第二判定温度は、予め制御装置３６に記憶されている値としたが、これらの判定温度を、ユーザーがリモコン装置４４等を用いて変更できる構成としてもよい。

また、制御装置３６は、ＨＰユニット７で沸き上げ運転ができない故障の発生を検出した場合は、沸き上げ運転を行わない構成としてもよい。この場合、第１モードが選択されている場合には、貯湯タンク８の下部の湯水をＨＰユニット７を経由して貯湯タンク８の上部に循環させ、第２モードが選択されている場合には、貯湯タンク８の下部の湯水をＨＰユニット７を経由して、貯湯タンク８の下部に循環させる運転を行う構成としてもい。これにより、ＨＰユニット７の故障時にも凍結を予防することができる。

また、ユーザーがリモコン装置４４等の操作によって、ＨＰユニット７での沸き上げ運転を禁止する沸き上げ禁止モードを設定している場合であっても、制御装置３６は、上記の凍結予防の沸き上げを実行できる構成としてもよい。これにより、より確実に凍結を予防できる。

制御装置３６は、凍結予防の沸き上げ実施中は、リモコン装置４４の表示部４４ａに、凍結予防の沸き上げ運転の実施中である旨のガイダンスを表示させることで報知を行う構成としてもよい。これにより、ユーザーは、機器の誤動作ではないことを確認することができる。

ヒートポンプユニット７の加熱能力を切り替え可能な構成である場合、制御装置３６は、第１モードの沸き上げ時のＨＰユニット７の加熱能力を、第２モードの沸き上げ時の加熱能力よりも大きくする構成としてもよい。第２モードは、貯湯タンク８内の残湯量が多いため、貯湯タンク８内の雰囲気温度が高いことに加え、沸き上げ量が第１モードに比べて少ない。従って、第２モードが選択される状況下での凍結予防の緊急性が低いと考えられる。そこで、第２モードでは、ＨＰユニット７の加熱能力を低く調整することで、消費エネルギーの低減を図る。具体的に例えば、第１モードのＨＰユニット７の加熱能力を２．０Ｌ／ｍｉｎとする場合、第２モードのＨＰユニットの加熱能力を１．５Ｌ／ｍｉｎにするなど、第２モードの加熱能力を、第１モードでの加熱能力に対し７５［％］程度に抑えた加熱能力とする。

制御装置３６は、第１モードでの沸き上げ運転が開始される前の待機時間中に、第２モードの循環流路（即ち、貯湯タンク８下部から湯水を取り出しＨＰユニット７を経由して貯湯タンク８の下部に流入させる経路）で、貯湯タンク８の下部の湯水を、所定時間、循環させる構成としてもよい。第１モードが選択される場合、第２モードが選択される場合に比べて凍結予防の緊急性が高い状況にあると判断できる。従って、沸き上げ運転が開始される前に、ＨＰユニット７に湯水を循環させておくことで、ＨＰユニット７が立ち上がるまでの時間に、特に凍結の可能性の高い貯湯タンク８の下部の流路の流体の循環を行うことで、凍結予防の確実性を確保することができる。

制御装置３６は、貯湯式給湯装置に内蔵されたいずれかの部品が故障している故障状態であっても、その部品が、凍結予防のための沸き上げ運転の実行に関係しない部品、つまり、図２及び図３の各モードでの沸き上げの回路上に配置されていない部品である場合には、第１モード又は第２モードの凍結防止のための沸き上げ運転を実行する構成としてもよい。これにより、沸き上げ回路の凍結破損を防止することができる。

制御装置３６は、貯湯タンク８の湯水の沸き上げ運転が実行できない貯湯量満量状態の場合は、ＨＰユニット７による沸き上げ運転を実施せず、第２モードの流路で貯湯タンク８内の湯水を循環のみ実施するように構成されていてもよい。これにより、貯湯タンク８の下部の凍結を予防することができる。

貯湯式給湯装置は、ユーザーがリモコン装置４４等の操作により、凍結予防の沸き上げの実行を禁止する凍結予防禁止手段を更に備える構成としてもよい。この場合、制御装置３６は、凍結予防の沸き上げ運転の禁止が設定されているときは、凍結予防の動作条件となっても凍結予防の制御を実施しない構成とする。これにより、給湯機の故障部位の確認作業などに、凍結予防運転を確実に停止させることができる。

１ 圧縮機、 ３ 水冷媒熱交換器、 ４ 膨張弁、 ５ 冷媒循環配管、 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 水導入口、 ８ｄ 温水導入出口、 ８ｅ 温水導入出口、 ８ｆ 中温水導出口、 ８ｇ 中温水導入口、 ９ 給水管路、 ９ａ 第一給水配管、 ９ｂ 第二給水配管、 ９ｃ 第三給水配管、 ９ｄ 第四給水配管、 １０ 水導出口配管、 １１ 三方弁、 １２ 熱源ポンプ、 １３ａ 第一送水配管、 １３ｂ 第二送水配管、 １４ ＨＰ往き配管、 １５ ＨＰ戻り配管、 １６ 第一四方弁、 １７ａ 第一温水配管、 １７ｂ 第二温水配管、 １８ 第二四方弁、 １９ａ 第三温水配管、 １９ｂ 第四温水配管、 １９ｃ 第五温水配管、 ２０ ふろ用熱交換器、 ２０ａ 第一タンク循環配管、 ２０ｂ 第二タンク循環配管、 ２０ｃ 第三タン循環配管、 ２１ 温水導出配管、 ２２ 給湯用混合弁、 ２３ ふろ用混合弁、 ２４ 給湯配管、 ２５ 風呂配管、 ２６ ふろ用電磁弁、 ２７ ふろ往き配管、 ２８ ふろ戻り配管、 ２９ ふろ循環ポンプ、 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 制御装置、 ３７ ふろ往き温度センサ、 ３９ 外気温度センサ、 ４１ 貯湯温度センサ、 ４２ 貯湯温、 ４３ 貯湯温度センサ、 ４４ リモコン装置、 ５０ 逆止弁、 ６０ 給水温度センサ、 ７８ 中温水切換弁、 ７９ 中温配管

Claims (11)

1. 貯湯タンクと、
   前記貯湯タンク内の湯水を加熱する沸き上げ運転を行うヒートポンプユニットと、
   前記貯湯タンクの下部に接続され、前記貯湯タンクに給水するための給水部と、
   前記給水部の水温である給水温を検出する温度検出手段と、
   前記貯湯タンクの残湯量を検出する残湯量検出手段と、
   前記沸き上げ運転の動作を制御する制御装置と、
   を備え、
   前記制御装置は、前記給水温が、第一判定温度以下となったときに、凍結を予防するための凍結予防制御を行う凍結予防制御実行手段を備え、
   前記凍結予防制御実行手段は、前記凍結予防制御を実行する場合、
   前記貯湯タンク内の全量の湯水の沸き上げを行う第１モードと、前記貯湯タンクの下部側の一部の湯水の沸き上げを行う第２モードとの何れかのモードから、前記残湯量が基準量未満である場合には前記第１モードを、前記残湯量が前記基準量以上である場合には前記第２モードを、選択モードとして選択し、
   前記選択モードでの沸き上げが、前記給水温が前記第一判定温度より低い第二判定温度に到達するタイミングで完了するように、前記選択モードでの沸き上げを開始する、
   ように構成された貯湯式給湯装置。
2. 前記凍結予防制御実行手段は、
   前記選択モードでの沸き上げの開始から完了までに要する時間の推定値を沸上時間として算出し、
   前記給水温の単位時間あたりの温度変化量に基づいて、前記給水温が前記第一判定温度以下となった時点から、前記第一判定温度より低い第二判定温度に到達するまでにかかる時間の推定値を到達時間として算出し、
   前記給水温が前記第一判定温度以下となった時点からの経過時間が、前記到達時間から前記沸上時間を減算した時間となったときに、前記選択モードでの沸き上げ運転を開始する、
   ように構成された請求項１に記載の貯湯式給湯装置。
3. 前記凍結予防制御実行手段は、前記給水部の温度が前記第一判定温度以下となった後、前記選択モードによる沸き上げの開始前に、前記給水部の温度が前記第二判定温度以下となったときは、直ちに前記沸き上げ運転を開始する請求項１又は２に記載の貯湯式給湯装置。
4. 前記凍結予防制御実行手段は、
   前記ヒートポンプユニットに、前記沸き上げ運転ができない故障が発生した場合、
   前記選択モードが前記第１モードである場合には、前記貯湯タンクの下部の湯水を、前記ヒートポンプユニットを経由して前記貯湯タンクの上部に循環させ、
   前記選択モードが前記第２モードである場合には、前記貯湯タンクの下部の湯水を、前記ヒートポンプユニットを経由して前記貯湯タンクの下部に循環させる、
   ように構成された請求項１から３の何れか１項に記載の貯湯式給湯装置。
5. 前記沸き上げ運転を禁止する沸上禁止モードを設定する設定手段を、更に備え、
   前記凍結予防制御実行手段は、前記沸上禁止モードが設定されている場合であっても、前記第１モード又は前記第２モードによる沸き上げを実行できるように構成された請求項１から４の何れか１項に記載の貯湯式給湯装置。
6. 前記貯湯式給湯装置の動作状態をユーザに報知することができる報知手段を、更に備え、
   前記凍結予防制御実行手段は、前記第１モード又は前記第２モードによる沸き上げの実行中に、前記報知手段により、凍結予防のための沸き上げ運転が実施されていることをユーザに報知するように構成された請求項１から５の何れか１項に記載の貯湯式給湯装置。
7. 前記ヒートポンプユニットの加熱能力は、複数の加熱能力の間で切り替え可能であり、
   前記凍結予防制御実行手段は、前記第１モードで沸き上げを行う際のヒートポンプユニットの加熱能力を、前記第２モードで沸き上げを行う際のヒートポンプの加熱能力より大きな加熱能力とするように構成された請求項１から６の何れか１項に記載の貯湯式給湯装置。
8. 前記凍結予防制御実行手段は、前記第１モードでの沸き上げ運転の開始前に、前記貯湯タンクの下部から前記ヒートポンプユニットを経由して前記貯湯タンクの下部に湯水を循環させることを特徴とする請求項１から７の何れか１項に記載の貯湯式給湯装置。
9. 前記凍結予防制御実行手段は、前記貯湯式給湯装置を構成する何れかの部品の故障が判定された故障判定状態であっても、
   前記第１モード又は前記第２モードによる沸き上げが可能な場合には、前記第１モード又は前記第２モードの沸き上げを実行できるように構成された請求項１から８の何れか１項に記載の貯湯式給湯装置。
10. 前記凍結予防制御実行手段は、前記貯湯タンクの貯湯量が満量であり前記沸き上げ運転を実行できない場合には、
    前記ヒートポンプユニットを稼働せず、前記貯湯タンクの下部から前記ヒートポンプユニットを経由して、前記貯湯タンクの下部に湯水を循環させるように構成された請求項１から９の何れか１項に記載の貯湯式給湯装置。
11. 前記凍結予防制御の沸き上げの実行の禁止を設定する設定手段を、更に備え、
    前記凍結予防制御実行手段は、前記凍結予防制御の沸き上げ運転の実行の禁止が設定されているときは、前記凍結予防制御を実行しないように構成された請求項１から１０の何れか１項に記載の貯湯式給湯装置。

Images