特許 5835140 貯湯式給湯機

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】5835140

(24)【登録日】2015年11月13日

(45)【発行日】2015年12月24日

(54)【発明の名称】貯湯式給湯機

(51)【国際特許分類】

   F24H 1/18 20060101AFI20151203BHJP

【ＦＩ】

   F24H1/18 301Z

   F24H1/18 H

【請求項の数】6

【全頁数】12

(21)【出願番号】特願2012-162618(P2012-162618)

(22)【出願日】2012年7月23日

(65)【公開番号】特開2014-20750(P2014-20750A)

(43)【公開日】2014年2月3日

【審査請求日】2014年7月28日

(73)【特許権者】

【識別番号】000006013

【氏名又は名称】三菱電機株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100082175

【弁理士】

【氏名又は名称】高田 守

(74)【代理人】

【識別番号】100106150

【弁理士】

【氏名又は名称】高橋 英樹

(74)【代理人】

【識別番号】100115543

【弁理士】

【氏名又は名称】小泉 康男

(72)【発明者】

【氏名】平岡 宗

(72)【発明者】

【氏名】山本 昭徳

(72)【発明者】

【氏名】竹内 史人

(72)【発明者】

【氏名】渡邉 尚希

(72)【発明者】

【氏名】飯田 恭平

(72)【発明者】

【氏名】高橋 健

【審査官】 吉村 俊厚

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００７−２７１１６３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００５−１６４２３７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１２−００７８２０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００７−３２２０７１（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｆ２４Ｈ １／００

１／１８ − １／２０

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

水を加熱して湯を生成可能な加熱手段と、
湯水を貯留可能な貯湯タンクと、
被加熱物と熱源水とを熱交換させることにより前記被加熱物を加熱する利用側熱交換器と、
前記貯湯タンクの上部領域から取り出された湯を前記熱源水として前記利用側熱交換器に送り、前記利用側熱交換器を通過した前記熱源水を前記貯湯タンクの上部領域に流入させる熱源水上部戻し運転を行う手段と、
前記貯湯タンクの上部領域から取り出された湯を前記熱源水として前記利用側熱交換器に送り、前記利用側熱交換器を通過した前記熱源水を前記貯湯タンクの下部領域に流入させる熱源水下部戻し運転を行う手段と、
前記熱源水上部戻し運転を実行して前記被加熱物を加熱する場合の加熱能力を、前記熱源水下部戻し運転を実行して前記被加熱物を加熱する場合の加熱能力より低くするように制限する制御手段と、
を備え、
前記熱源水上部戻し運転において前記利用側熱交換器を通過した前記熱源水が前記貯湯タンクの上部領域に流入する第一上部口と、前記熱源水上部戻し運転において前記貯湯タンクの上部領域から前記熱源水を取り出す第二上部口と、前記熱源水下部戻し運転において前記利用側熱交換器を通過した前記熱源水が前記貯湯タンクの下部領域に流入する下部口とが設けられ、
前記利用側熱交換器を通過した前記熱源水を前記貯湯タンク内に回収する回収口は、前記第一上部口と前記下部口との二つのみであり、
前記第一上部口と前記第二上部口とが同じ高さの位置に設けられているか、または、前記第一上部口が前記第二上部口より高い位置に設けられている貯湯式給湯機。

【請求項2】

前記制御手段は、前記熱源水上部戻し運転の実行時に前記利用側熱交換器に循環する前記熱源水の循環流量が、前記熱源水下部戻し運転の実行時に前記利用側熱交換器に循環する前記熱源水の循環流量より低くなるように制限する請求項１記載の貯湯式給湯機。

【請求項3】

前記制御手段は、前記熱源水上部戻し運転の運転継続時間が、前記熱源水下部戻し運転の運転継続時間より短くなるように制限する請求項１または２記載の貯湯式給湯機。

【請求項4】

前記被加熱物を前記利用側熱交換器に循環させる被加熱物循環手段を備え、
前記制御手段は、前記熱源水上部戻し運転の実行時に前記利用側熱交換器に循環する前記被加熱物の循環流量が、前記熱源水下部戻し運転の実行時に前記利用側熱交換器に循環する前記被加熱物の循環流量より低くなるように制限する請求項１乃至３の何れか１項記載の貯湯式給湯機。

【請求項5】

前記被加熱物を前記利用側熱交換器に循環させる被加熱物循環手段を備え、
前記制御手段は、前記熱源水上部戻し運転時に前記利用側熱交換器に循環する前記被加熱物の循環継続時間が、前記熱源水下部戻し運転時に前記利用側熱交換器に循環する前記被加熱物の循環継続時間より短くなるように制限する請求項１乃至４の何れか１項記載の貯湯式給湯機。

【請求項6】

前記利用側熱交換器は、浴槽から送られた浴槽水を前記被加熱物として加熱するものである請求項１乃至５の何れか１項記載の貯湯式給湯機。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、貯湯式給湯機に関する。

【背景技術】

【0002】

ヒートポンプユニット等の加熱手段により沸き上げた湯を貯留する貯湯タンクと、被加熱物（例えば、浴槽から送られる浴槽水）を加熱するための利用側熱交換器とを備え、貯湯タンクから取り出した湯を熱源水として利用側熱交換器を経由させて貯湯タンクに戻す加熱動作を行うことにより上記被加熱物を加熱可能な貯湯式給湯機が広く用いられている。

【0003】

そのような貯湯式給湯機において、利用側熱交換器での熱交換を終えて貯湯タンクに戻る戻り熱源水を貯湯タンク内に流入させるための回収口を高さ方向の位置を異ならせて複数設け、各回収口の近傍にそれぞれ貯湯タンク内の湯水の温度を検出するタンク温度センサを配設し、戻り熱源水の配管には戻り熱源水の温度を検出する戻り温度センサを設け、利用側熱交換器からの戻り熱源水を貯湯タンクに戻すに際して、制御手段が、戻り温度センサにより検出される戻り熱源水の温度とタンク温度センサにより検出される貯湯タンク内の湯水の温度分布とに応じて戻り熱源水が複数の回収口を通じて貯湯タンクに回収されるように流量調整弁を制御する技術が提案されている（例えば、特許文献１参照）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２００７−２７１１６３号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

上記公報に開示された貯湯式給湯機では、貯湯タンク内で戻り熱源水の温度に最も近い高低両側の温度成層に所定の分配比率で戻り熱源水を分配することにより、戻り熱源水が、貯湯タンク上部にある高温水や貯湯タンク下部にある低温水と混ざることをできるだけ避け、高温出湯能力の低下を防止するとともに、沸き上げ運転時のヒートポンプユニットの運転効率を高く維持するようにしている。しかしながら、特許文献１の貯湯式給湯機では、高さ方向の位置が異なる多数（実施例では４つ）の回収口を貯湯タンクに設ける必要があり、更には各々の回収口に対して、流量制御弁と戻り熱源水の温度を検出するための温度センサと設ける必要があるなど、貯湯タンクの構造および配管や構成が複雑化し、また制御も複雑になる。このようなことから、上記公報に開示された貯湯式給湯機を実現する場合、製造コストが著しく高くなるという問題がある。

【0006】

また、戻り熱源水の温度が、給湯に使用可能な温度に満たない中温の場合には、貯湯タンク内の同じ温度の領域に戻して貯留したとしても、給湯に再利用されずに貯湯タンク内に残存し、効率向上に寄与しない場合が多い。そのような場合には、貯湯タンク内に残存した中温水が次回の沸き上げ運転時にヒートポンプユニットに入水することにより、ヒートポンプユニットの効率の低下を招く。

【0007】

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、被加熱物を加熱するための利用側熱交換器から貯湯タンクに戻る戻り熱源水を貯湯タンク内に回収する回収口の数をできるだけ減らした低コストの装置構成で、エネルギー効率を向上することができる貯湯式給湯機を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0008】

本発明に係る貯湯式給湯機は、水を加熱して湯を生成可能な加熱手段と、湯水を貯留可能な貯湯タンクと、被加熱物と熱源水とを熱交換させることにより被加熱物を加熱する利用側熱交換器と、貯湯タンクの上部領域から取り出された湯を熱源水として利用側熱交換器に送り、利用側熱交換器を通過した熱源水を貯湯タンクの上部領域に流入させる熱源水上部戻し運転を行う手段と、貯湯タンクの上部領域から取り出された湯を熱源水として利用側熱交換器に送り、利用側熱交換器を通過した熱源水を貯湯タンクの下部領域に流入させる熱源水下部戻し運転を行う手段と、熱源水上部戻し運転を実行して被加熱物を加熱する場合の加熱能力を、熱源水下部戻し運転を実行して被加熱物を加熱する場合の加熱能力より低くするように制限する制御手段と、を備え、熱源水上部戻し運転において利用側熱交換器を通過した熱源水が貯湯タンクの上部領域に流入する第一上部口と、熱源水上部戻し運転において貯湯タンクの上部領域から熱源水を取り出す第二上部口と、熱源水下部戻し運転において利用側熱交換器を通過した熱源水が貯湯タンクの下部領域に流入する下部口とが設けられ、利用側熱交換器を通過した熱源水を貯湯タンク内に回収する回収口は、第一上部口と下部口との二つのみであり、第一上部口と第二上部口とが同じ高さの位置に設けられているか、または、第一上部口が第二上部口より高い位置に設けられているものである。

【発明の効果】

【0009】

本発明によれば、被加熱物を加熱するための利用側熱交換器から貯湯タンクに戻る戻り熱源水を貯湯タンク内に回収する回収口の数をできるだけ減らした低コストの装置構成で、エネルギー効率を向上することが可能となる。また、被加熱物を加熱する加熱動作の実行中または実行後に給湯動作を行った場合にも、給湯温度の変動などを確実に抑制することができる。

【図面の簡単な説明】

【0010】

【図1】本発明の実施の形態１の貯湯式給湯機を示す構成図である。

【図2】本発明の実施の形態１の貯湯式給湯機の制御部が浴槽加熱動作時に実行する制御動作を示すフローチャートである。

【図3】本発明の実施の形態２の貯湯式給湯機の制御部が浴槽加熱動作時に実行する制御動作を示すフローチャートである。

【発明を実施するための形態】

【0011】

以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。なお、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。

【0012】

実施の形態１．
図１は、本発明の実施の形態１の貯湯式給湯機を示す構成図である。図１に示す本実施形態の貯湯式給湯機は、ヒートポンプユニット３１と、貯湯タンクユニット３２とを備えている。ヒートポンプユニット３１と、貯湯タンクユニット３２とは、ヒートポンプ入口配管７と、ヒートポンプ出口配管８と、電気配線（図示せず）とを介して接続されている。貯湯タンクユニット３２には、湯水を貯留する貯湯タンク１と、熱源循環ポンプ２と、浴槽循環ポンプ３と、追焚熱交換器１３（利用側熱交換器）と、流路切替手段としての第１の三方弁１４、第２の三方弁１５および四方弁１６と、湯水を混合して給湯温度を調節するための混合弁１７と、制御部２１（制御手段）とが搭載されている。ヒートポンプユニット３１および貯湯タンクユニット３２が備える各種の弁類、ポンプ類等の作動は、これらと電気的に接続された制御部２１により制御される。

【0013】

ヒートポンプユニット３１は、貯湯タンクユニット３２から導かれた水を加熱する（沸き上げる）ための加熱手段として機能するものである。ヒートポンプユニット３１は、圧縮機４１、加熱熱交換器４２、膨張弁４３および吸熱熱交換器４４を冷媒循環配管にて環状に接続した冷凍サイクル（ヒートポンプサイクル）を搭載している。加熱熱交換器４２は、圧縮機４１から流れる高温の冷媒と、ヒートポンプ入口配管７から流入する水との間で熱交換する。吸熱熱交換器側送風ファン４５は、吸熱熱交換器４４で空気と冷媒とを熱交換をさせるために送風を行う。

【0014】

貯湯タンク１は、略円筒形状のものが好ましく用いられる。貯湯タンク１の下部領域（中間より下側の領域）には、導入口１ａ、第一下部口１ｂおよび第二下部口１ｅが設けられている。貯湯タンク１の上部領域（中間より上側の領域）には、第一上部口１ｃおよび第二上部口１ｄが設けられている。

【0015】

貯湯タンクユニット３２には、外部の水道等の水源からの水を供給する給水配管４が接続されている。貯湯タンク１の導入口１ａには、給水配管４から分岐した給水分岐管５が接続されている。給水配管４、給水分岐管５を介して供給される低温水が導入口１ａから貯湯タンク１内に流入する。貯湯タンク１の第一下部口１ｂは、第１の三方弁１４が備える二つの流入ポートのうちの一方に連通するように接続されている。第１の三方弁１４の他方の流入ポートは、配管６を介して、追焚熱交換器１３の熱源側流路の出口に接続されている。第１の三方弁１４の流出ポートは、熱源循環ポンプ２の吸入口に連通するように接続されている。ヒートポンプ入口配管７は、熱源循環ポンプ２の吐出口と、加熱熱交換器４２の入水口とを接続している。

【0016】

ヒートポンプ出口配管８は、加熱熱交換器４２の出湯口と、四方弁１６が備える二つの流入ポートのうちの一方とを接続している。四方弁１６の他方の流入ポートには、熱源循環ポンプ２の吐出口付近のヒートポンプ入口配管７から分岐して延びた配管２４が接続されている。四方弁１６が備える二つの流出ポートのうちの一方は、配管９を介して、貯湯タンク１の第一上部口１ｃに接続されている。四方弁１６の他方の流出ポートは、配管２５を介して、貯湯タンク１の下部に設けられた第二下部口１ｅに接続されている。

【0017】

貯湯タンク１の第二上部口１ｄは、配管１１を介して、第２の三方弁１５が備える二つの流入ポートのうちの一方に接続されている。第２の三方弁１５の他方の流入ポートには、配管９から分岐して延びた配管１０が接続されている。第２の三方弁１５の流出ポートは、追焚熱交換器１３の熱源側流路の入口に連通するように接続されている。

【0018】

貯湯タンク１の第一上部口１ｃと第二上部口１ｄとは、必ずしも同じ高さの位置に設けられていなくても良い。第一上部口１ｃが第二上部口１ｄより高い位置に設けられていても良いし、その逆でも良い。また、図示の構成では、貯湯タンク１の第二下部口１ｅが第一下部口１ｂより高い位置に設けられているが、この逆でも良いし、第一下部口１ｂと第二下部口１ｅとが同じ高さに設けられていても良い。

【0019】

混合弁１７には、給水配管４と、配管１０から分岐して延びた配管１２と、給湯配管４９とが接続されている。混合弁１７は、貯湯タンク１の第一上部口１ｃから取り出されて配管９，１０および１２を通って供給される湯と、給水配管４から供給される水とを任意の割合で混合し、温度調節できるように構成されている。混合弁１７で混合されて温度調節された湯は、給湯配管４９を通って、例えばシャワー、蛇口、浴槽１９等の給湯先に供給される。なお、混合弁１７を複数設けても良い。

【0020】

追焚熱交換器１３の浴槽水出口は、配管２２を介して浴槽１９に接続されている。追焚熱交換器１３の浴槽水入口は、配管２３を介して浴槽１９に接続されている。配管２３の途中には、浴槽循環ポンプ３（被加熱物循環手段）が設置されている。浴槽１９の保温または昇温を行う場合には、浴槽循環ポンプ３が運転されることにより、浴槽１９内の浴槽水が、配管２３、追焚熱交換器１３、配管２２を通って浴槽１９に戻る経路で循環する。

【0021】

貯湯タンク１には、貯湯タンク１内の湯水の高さ方向の温度分布を検出するため、複数の貯湯温度センサ４７が互いに異なる高さ位置に取り付けられている。制御部２１は、これらの貯湯温度センサ４７により検出された貯湯タンク１内の高さ方向の温度分布に基づいて、貯湯タンク１内の貯湯量または蓄熱量を算出することができる。

【0022】

制御部２１は、ユーザーインターフェース装置（本実施形態では、例えば浴室や台所の壁等に設置されるリモコン装置２０とする。）と相互に通信可能に接続されている。リモコン装置２０には、例えば液晶表示装置、有機ＥＬ表示装置等で構成される表示部、ユーザーが操作可能な操作部、音声ガイダンスやメロディー等を発生可能なスピーカー等が設けられている。リモコン装置２０の表示部には、貯湯タンク１内に貯えられている湯の温度や貯湯量、給湯温度、時刻、沸き上げモードなどの情報が表示可能になっている。ユーザーは、リモコン装置２０に設けられた操作部を操作することにより、給湯温度や、浴槽１９に張る湯（浴槽水）の温度、自動湯張り、自動浴槽保温、浴槽昇温動作（通常および急速）、沸き上げモードなどの設定を行うことができる。

【0023】

ヒートポンプユニット３１を利用して貯湯タンク１内の水を沸き上げる沸き上げ運転時には、第１の三方弁１４が貯湯タンク１の第一下部口１ｂと熱源循環ポンプ２の吸入口とを連通させる状態に制御され、四方弁１６がヒートポンプ出口配管８と配管９とを連通させる状態に制御されることで沸き上げ回路が形成され、熱源循環ポンプ２およびヒートポンプユニット３１が運転される。この沸き上げ運転時には、貯湯タンク１の第一下部口１ｂから流出する水は、第１の三方弁１４、熱源循環ポンプ２、ヒートポンプ入口配管７を経由してヒートポンプユニット３１に導かれ、加熱熱交換器４２において加熱されて高温水（湯）となり、ヒートポンプ出口配管８、四方弁１６、配管９を経由して、貯湯タンク１の第一上部口１ｃから貯湯タンク１内に流入し貯えられる。このような沸き上げ運転が実行されることで、貯湯タンク１の内部では、上層部から高温水が貯えられていき、この高温水層が徐々に厚くなっていき、貯湯温度センサ４７により把握される貯湯タンク１内の貯湯量または蓄熱量が所定量を超えると、沸き上げ運転が停止される。

【0024】

本実施形態の貯湯式給湯機は、浴槽１９の保温または昇温するための浴槽加熱動作を行う場合に、貯湯タンク１の上部領域から取り出した湯を熱源水として追焚熱交換器１３に循環させる運転方法として、追焚熱交換器１３での熱交換により温度低下して中温となった熱源水を貯湯タンク１の上部領域に戻す熱源水上部戻し運転と、追焚熱交換器１３での熱交換により温度低下して中温となった熱源水を貯湯タンク１の下部領域に戻す熱源水下部戻し運転とを、選択的に実行可能になっている。熱源水上部戻し運転による浴槽加熱動作時には、第１の三方弁１４が配管６と熱源循環ポンプ２の吸入口とを連通させる状態に制御され、第２の三方弁１５が配管１１と追焚熱交換器１３の熱源側流路の入口とを連通させる状態（図１中の矢印Ａ方向）に制御され、四方弁１６が配管２４と配管９とを連通させる状態（図１中の矢印Ａ方向）に制御されることで熱源水上部戻し回路が形成され、熱源循環ポンプ２および浴槽循環ポンプ３が運転される。この熱源水上部戻し運転による浴槽加熱動作時には、貯湯タンク１の第二上部口１ｄから高温の熱源水が流出し、配管１１、第２の三方弁１５を経由して追焚熱交換器１３に導かれ、浴槽水との熱交換により温度低下し、中温の熱源水となる。この中温の熱源水は、配管６、第１の三方弁１４、熱源循環ポンプ２、ヒートポンプ入口配管７、配管２４、四方弁１６、配管９を経由して第一上部口１ｃから貯湯タンク１内に流入する。

【0025】

一方、熱源水下部戻し運転による浴槽加熱動作時には、第１の三方弁１４が配管６と熱源循環ポンプ２の吸入口とを連通させる状態に制御され、第２の三方弁１５が配管１１と追焚熱交換器１３の熱源側流路の入口とを連通させる状態に制御され、四方弁１６が配管２４と配管２５とを連通させる状態（図１中の矢印Ｂ方向）に制御されることで熱源水下部戻し回路が形成され、熱源循環ポンプ２および浴槽循環ポンプ３が運転される。この熱源水下部戻し運転による浴槽加熱動作時には、貯湯タンク１の第二上部口１ｄから高温の熱源水が流出し、配管１１、第２の三方弁１５を経由して追焚熱交換器１３に導かれ、浴槽水との熱交換により温度低下し、中温の熱源水になる。この中温の熱源水は、配管６、第１の三方弁１４、熱源循環ポンプ２、ヒートポンプ入口配管７、配管２４、四方弁１６、配管２５を経由して第二下部口１ｅから貯湯タンク１内に流入する。

【0026】

本実施形態では、制御部２１は、浴槽加熱動作を行う場合に、貯湯式給湯機の状態（例えば、貯湯タンク１内の貯湯温度あるいは蓄熱量）やリモコン装置２０に入力されるユーザーの意向等に応じて、所定の規則に基づき、熱源水上部戻し運転と、熱源水下部戻し運転との何れかを選択して実施する。例えば、制御部２１は、貯湯タンク１内の上部領域の貯湯温度が十分に高い場合には、熱源水上部戻し運転を選択することが好ましい。また、制御部２１は、短時間で浴槽加熱を完了すること（急速の浴槽昇温動作）をユーザーが希望している場合には、熱源水下部戻し運転を選択することが好ましい。逆に、浴槽加熱の完了までに時間が掛かることをユーザーが許容している場合には、制御部２１は、熱源水上部戻し運転を選択することが好ましい。

【0027】

浴槽加熱動作の実行中に追焚熱交換器１３から戻る中温の熱源水（以下、「戻り熱源水」と称する）は、例えば４０℃程度の温度を有しており、給湯に利用可能な温度（例えば４５℃）よりは温度が低いとしても、給水配管４から供給される低温水よりは温度が十分に高く、熱量を有している。熱源水上部戻し運転を実施した場合には、この戻り熱源水が貯湯タンク１の上部領域に流入し、貯湯タンク１内の上部領域に貯えられている高温の湯と混合する。その混合した湯は、給湯に利用可能な温度以上になるので、混合弁１７から給湯先へ給湯可能となる。このように、熱源水上部戻し運転によれば、戻り熱源水が持つ熱量を給湯先への給湯に有効に再利用することが可能となるので、エネルギー使用効率を向上することができる。また、熱源水上部戻し運転では、戻り熱源水を貯湯タンク１の下部領域に流入させないため、貯湯タンク１の下部領域に貯留された低温水の温度上昇を確実に抑制することができる。一般にヒートポンプユニット３１は、流入する水の温度が低いほど効率の良い運転ができる。熱源水上部戻し運転によれば、沸き上げ運転の際に貯湯タンク１からヒートポンプユニット３１への入水温度を低く維持することが可能となり、沸き上げ運転の効率を高くすることができる。

【0028】

その一方で、熱源水上部戻し運転を行うと、戻り熱源水が貯湯タンク１内の上部領域に流入することにより、貯湯タンク１内の上部領域に貯えられている湯の温度が低下する。このため、熱源水上部戻し運転による浴槽加熱動作の実行中あるいは実行後に混合弁１７から給湯先へ給湯した場合に、給湯温度が不安定になったり、給湯温度がユーザーの設定した設定温度（以下、「目標温度」と称する）を下回ったりする可能性がある。

【0029】

これに対し、熱源水下部戻し運転による浴槽加熱動作の場合、追焚熱交換器１３からの戻り熱源水が貯湯タンク１の下部領域に流入し、貯湯タンク１内の下部領域に貯えられている低温水と混合する。このような熱源水下部戻し運転による浴槽加熱動作では、貯湯タンク１内の上部領域に貯えられている湯の温度の低下を回避することができる。よって、熱源水下部戻し運転による浴槽加熱動作の実行中あるいは実行後に混合弁１７から給湯先へ給湯した場合にも、給湯温度が不安定になったり、給湯温度が目標温度を下回ったりすることを防止することができる。しかしながら、熱源水下部戻し運転による浴槽加熱動作では、戻り熱源水が貯湯タンク１の下部領域に流入することにより、貯湯タンク１の下部領域に貯留されている水の温度が上昇する。このため、熱源水下部戻し運転による浴槽加熱動作を行った場合には、沸き上げ運転時にヒートポンプユニット３１へ流入する水の温度が高くなり、ヒートポンプユニット３１の効率の低下を招く。

【0030】

本実施形態の貯湯式給湯機では、上述した事項に鑑み、熱源水上部戻し運転による浴槽加熱動作を行った後に混合弁１７から給湯先へ給湯した場合に、給湯温度が不安定になったり、給湯温度が目標温度を下回ったりすることを確実に防止するため、以下のような制御を行う。すなわち、制御部２１は、熱源水上部戻し運転による浴槽加熱動作を行う場合の加熱能力を、熱源水下部戻し運転による浴槽加熱動作を行う場合の加熱能力より低くするように制限する。ここで、加熱能力とは、時間当たりの加熱量、または通算の加熱量である。本実施形態によれば、熱源水上部戻し運転による浴槽加熱動作を行う場合に、加熱能力を制限することにより、貯湯タンク１内の上部領域に貯えられている湯の温度が急激に低下することを確実に防止することができる。その結果、熱源水上部戻し運転による浴槽加熱動作の実行中あるいは実行後に混合弁１７から給湯先へ給湯した場合にも、給湯温度が不安定になったり、給湯温度が目標温度を下回ったりすることを確実に抑制することができる。

【0031】

図２は、本実施の形態１の貯湯式給湯機の制御部２１が浴槽加熱動作の実行時に行う制御動作を示すフローチャートである。図２のフローチャートのステップＳ５１で浴槽加熱動作を開始すると、制御部２１は、熱源水を循環させる方法として熱源水上部戻し運転が選択されているか否かを判断する（ステップＳ５２）。その結果、熱源水上部戻し運転が選択されていない場合、すなわち熱源水下部戻し運転が選択されている場合には、熱源循環ポンプ２を予め設定された規定回転数で駆動する（ステップＳ５４）。その後、処理を終了する（ステップＳ５５）。上記規定回転数は、追焚熱交換器１３に循環する熱源水の循環流量が、規定の流量となる回転数である。このようにして追焚熱交換器１３に規定流量の熱源水が循環することにより、予め設定された規定の加熱能力が追焚熱交換器１３にて発揮される。

【0032】

一方、ステップＳ５２で、熱源水上部戻し運転が選択されている場合には、熱源循環ポンプ２を、上記規定回転数より低い回転数として予め設定された制限回転数で駆動する（ステップＳ５３）。その後、処理を終了する（ステップＳ５５）。これにより、追焚熱交換器１３には、上記規定流量より低い所定の制限流量で熱源水が循環する。その結果、上記規定の加熱能力より低い、制限された加熱能力が追焚熱交換器１３にて発揮される。上記制限流量は、戻り熱源水がその流量で貯湯タンク１内の上部領域に流入しても、貯湯タンク１内の上部領域に貯えられている湯の温度が急激に低下することのないような値として設定されている。本実施形態では、このようにして熱源水上部戻し運転時の加熱能力を熱源水の循環流量によって制限することにより、貯湯タンク１内の上部領域に貯えられている湯の温度が急激に低下することを確実に防止することができる。その結果、熱源水上部戻し運転による浴槽加熱動作の実行中あるいは実行後に混合弁１７から給湯先へ給湯した場合にも、給湯温度が不安定になったり、給湯温度が目標温度を下回ったりすることを確実に抑制することができる。

【0033】

なお、上述した実施の形態では、熱源水上部戻し運転時の加熱能力を、追焚熱交換器１３に循環する熱源水の循環流量によって制限しているが、熱源水上部戻し運転の運転継続時間（すなわち熱源循環ポンプ２の運転継続時間）によって加熱能力を制限しても良い。すなわち、熱源水上部戻し運転を行う場合の運転継続時間（すなわち熱源循環ポンプ２の運転継続時間）が、熱源水下部戻し運転を行う場合の運転継続時間（すなわち熱源循環ポンプ２の運転継続時間）より短くなるように制御しても良い。熱源水上部戻し運転の運転継続時間を短時間に制限することにより、貯湯タンク１内の上部領域に貯えられている湯の温度が急激に低下することを確実に抑制することができるので、上記と同様の効果が得られる。また、熱源水上部戻し運転時の加熱能力を、追焚熱交換器１３に循環する熱源水の循環流量と、運転継続時間との双方によって制限しても良い。

【0034】

以上説明した本実施形態の貯湯式給湯機によれば、浴槽加熱動作を行う方法として、戻り熱源水の熱量を有効に再利用することができ且つ沸き上げ運転時のヒートポンプユニット３１の効率も向上することのできる熱源水上部戻し運転を可能としたことにより、貯湯式給湯機の全体的なエネルギー効率を向上することができる。また、本実施形態の貯湯式給湯機では、追焚熱交換器１３から戻る戻り熱源水を貯湯タンク１内に回収する回収口の数が、第一上部口１ｃおよび第二下部口１ｅの二つで済む。このように、本実施形態によれば、追焚熱交換器１３から戻る戻り熱源水を貯湯タンク１内に回収する回収口の数が少ないため、貯湯タンク１の構造や配管構成を簡素化することができ、戻り熱源水を複数の回収口に分配するための流量制御弁も不要であるので、低コストの装置構成で、貯湯式給湯機のエネルギー効率を向上することができる。

【0035】

なお、以上の説明では、貯湯タンク１から取り出した湯を熱源水として利用して浴槽水を加熱する浴槽加熱動作を行う場合について説明したが、本発明の貯湯式給湯機は、ヒートポンプユニット３１で加熱した湯を熱源水として追焚熱交換器１３に直接供給し、戻り熱源水をヒートポンプユニット３１に送って再加熱して再循環させることよって浴槽加熱動作を行う機能を兼ね備えていても良い。このようにしてヒートポンプユニット３１によって浴槽加熱動作を行う場合には、第１の三方弁１４が配管６と熱源循環ポンプ２の吸入口とを連通させる状態に制御され、第２の三方弁１５が配管１０と追焚熱交換器１３の熱源側流路の入口とを連通させる状態に制御され、四方弁１６がヒートポンプ出口配管８と配管９とを連通させる状態に制御され、ヒートポンプユニット３１の加熱熱交換器４２で加熱された熱源水が、ヒートポンプ出口配管８、四方弁１６、配管９、配管１０、第２の三方弁１５、追焚熱交換器１３、配管６、第１の三方弁１４、熱源循環ポンプ２、ヒートポンプ入口配管７、加熱熱交換器４２の順に循環する。

【0036】

また、本実施形態では、浴槽水を加熱する追焚熱交換器１３を利用側熱交換器とする構成を例に説明したが、本発明は、浴槽水以外の被加熱物（例えば、暖房用循環水）を加熱する利用側熱交換器を用いる貯湯式給湯機にも同様に適用可能である。

【0037】

実施の形態２．
次に、図３を参照して、本発明の実施の形態２について説明するが、上述した実施の形態１との相違点を中心に説明し、同一部分または相当部分は同一符号を付し説明を省略する。本実施の形態２の貯湯式給湯機のハードウェア構成は、図１に示す実施の形態１の構成と同一であるので、説明を省略する。

【0038】

図３は、本実施の形態２の貯湯式給湯機の制御部２１が浴槽加熱動作の実行時に行う制御動作を示すフローチャートである。図３のフローチャートのステップＳ６１で浴槽加熱動作を開始すると、制御部２１は、熱源水を循環させる方法として熱源水上部戻し運転が選択されているか否かを判断する（ステップＳ６２）。その結果、熱源水上部戻し運転が選択されていない場合、すなわち熱源水下部戻し運転が選択されている場合には、浴槽循環ポンプ３を予め設定された浴槽ポンプ用規定回転数で駆動し（ステップＳ６５）、熱源循環ポンプ２を予め設定された熱源ポンプ用規定回転数で駆動する（ステップＳ６６）。その後、処理を終了する（ステップＳ６７）。

【0039】

一方、ステップＳ６２で、熱源水上部戻し運転が選択されている場合には、上記浴槽ポンプ用規定回転数より低い回転数として予め設定された第一の制限回転数で浴槽循環ポンプ３を駆動し（ステップＳ６３）、上記熱源ポンプ用規定回転数より低い回転数として予め設定された第二の制限回転数で熱源循環ポンプ２を駆動する（ステップＳ６４）。その後、処理を終了する（ステップＳ６７）。

【0040】

以上の制御により、本実施の形態２では、熱源水上部戻し運転時の熱源水の循環流量を熱源水下部戻し運転時の熱源水の循環流量より低く制限することに加え、熱源水上部戻し運転時の浴槽水の循環流量を熱源水下部戻し運転時の浴槽水の循環流量より低く制限することにより、熱源水上部戻し運転時の加熱能力を熱源水下部戻し運転時の加熱能力より低く制限する。このような本実施の形態２の制御によれば、熱源水上部戻し運転によって貯湯タンク１内の上部領域に貯えられている湯の温度が急激に低下することをより確実に防止することができる。その結果、熱源水上部戻し運転による浴槽加熱動作の実行中あるいは実行後に混合弁１７から給湯先へ給湯した場合にも、給湯温度が不安定になったり、給湯温度が目標温度を下回ったりすることをより確実に抑制することができる。

【0041】

本実施の形態２では、熱源水上部戻し運転時の熱源水の循環流量および浴槽水の循環流量の双方を制限することによって熱源水上部戻し運転時の加熱能力を制限しているが、熱源水上部戻し運転時の浴槽水の循環流量のみを制限することによって熱源水上部戻し運転時の加熱能力を制限しても良い。また、浴槽水の循環流量を制限することに代えて、熱源水上部戻し運転を行う場合の浴槽水の循環継続時間（すなわち浴槽循環ポンプ３の運転継続時間）が、熱源水下部戻し運転を行う場合の浴槽水の循環継続時間（すなわち浴槽循環ポンプ３の運転継続時間）より短くなるように制御することにより、熱源水上部戻し運転時の加熱能力を制限しても良い。この制御によっても、同様の効果が得られる。

【符号の説明】

【0042】

１ 貯湯タンク、１ａ 導入口、１ｂ 第一下部口、１ｃ 第一上部口、
１ｄ 第二上部口、１ｅ 第二下部口、２ 熱源循環ポンプ、３ 浴槽循環ポンプ、
４ 給水配管、５ 給水分岐管、
６，９，１０，１１，１２，２２，２３，２４，２５ 配管、
７ ヒートポンプ入口配管、８ ヒートポンプ出口配管、１３ 追焚熱交換器、
１４ 第１の三方弁、１５ 第２の三方弁、１６ 四方弁、１７ 混合弁、１９ 浴槽、
２０ リモコン装置、２１ 制御部、３１ ヒートポンプユニット、
３２ 貯湯タンクユニット、４１ 圧縮機、４２ 加熱熱交換器、４３ 膨張弁、
４４ 吸熱熱交換器、４５ 吸熱熱交換器側送風ファン、４７ 貯湯温度センサ、
４９ 給湯配管

【図1】

【図2】

【図3】