JP5099088B2 - 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。

水道水を沸き上げて貯湯タンク内に保持しつつ必要な時にお湯を用いるタイプの貯湯式給湯装置においては、例えば、特許文献１（特開２００９−５２７６０号公報）に記載の貯湯式給湯機のように、貯湯タンク内の水の熱を用いて浴槽の水温を上昇させる風呂用熱交換器を備えたものが提案されている。

しかし、上述した特許文献１（特開２００９−５２７６０号公報）に記載の貯湯式給湯機では、風呂用熱交換器を用いて浴槽の水温を上昇させる場合には、貯湯タンク内の水が有している熱量が変動してしまう。このような追焚き熱交換器を用いた追焚き動作においては、必要となる熱量はユーザ次第であるため、予想が困難である。したがって、追焚き熱交換器を用いた追焚きでは、貯湯タンク内の温水の熱量を大きく変動させてしまうおそれがある。

本発明は上述した点に鑑みてなされたものであり、本発明の課題は、浴槽の温水の熱量を増大させる際の貯湯タンクの温水の熱量の変動を小さく抑えることが可能な貯湯式給湯装置を提供することにある。

第１発明の貯湯式給湯装置は、ヒートポンプユニットによって加熱して得られる温水を貯湯タンクに貯留しつつ浴槽に供給する貯湯式給湯装置であって、追焚き熱交換部、沸き上げ回路、追焚き回路、沸き上げポンプ、追い焚き循環ポンプ、および、制御部を備えている。追焚き熱交換部は、浴槽の温水を貯湯タンクの温水と熱交換させて追焚き加熱する。沸き上げ回路は、貯湯タンクの下端近傍からヒートポンプユニットまで延びている沸き上げ往き路と、ヒートポンプユニットから貯湯タンクの上端近傍まで延びている沸き上げ戻り路と、を有しており、貯湯タンクとヒートポンプユニットとの間を循環させて貯湯タンクの温水を沸き上げ加熱する。追焚き回路は、貯湯タンクの上端近傍から追焚き熱交換部まで延びている追焚き往き路と、追焚き熱交換部から貯湯タンクの下端近傍まで延びている追焚き戻り路と、を有しており、貯湯タンクと追焚き熱交換部との間を循環させる。沸き上げポンプは、沸き上げ回路を流れる水の流量を調節可能である。追い焚き循環ポンプは、追焚き回路を流れる水の流量を調節可能である。制御部は、追焚き加熱および沸き上げ加熱が同時に行われる場合に、追焚き回路の流量よりも沸き上げ回路の流量の方が大きくなるように沸き上げポンプおよび追焚き循環ポンプを制御する。

この貯湯式給湯装置は、追焚き回路の流量よりも沸き上げ回路の流量の方が大きくなるように沸き上げポンプの流量と追焚き循環ポンプとを制御することで、追焚き熱交換部を用いて浴槽の温水の温度を上げる場合であっても、追焚き戻り路を介して貯湯タンクに戻ってくる温水のほとんどを沸き上げ往き路に向かわせることができる。これにより、貯湯タンクの下方における熱量の変動を小さく抑えることができる。一方で、貯湯タンクの上端近傍では、追焚き往き路を介して貯湯タンクから流出する温水の流量よりも、沸き上げ戻り路を介して貯湯タンクに流入してくる温水の流量の方が大きいため、貯湯タンクの上端近傍においても熱量の減少を抑制させることができている。これにより、浴槽の温水の熱量を増大させる際の貯湯タンク内の温水の熱量の変動を小さく抑えることが可能になる。

また、この貯湯式給湯装置では、追焚き回路の流量よりも沸き上げ回路の流量の方が大きくなるように沸き上げポンプと追焚き循環ポンプとを制御することで、追焚き熱交換部を用いて浴槽の温水の温度を上げる場合であっても、追焚き戻り路を介して貯湯タンクに戻ってくる温水のほとんどを沸き上げ往き路に向かわせることができる。このため、貯湯タンクの下方における熱量の変動を小さく抑えることができる。一方で、貯湯タンクの上端近傍では、追焚き往き路を介して貯湯タンクから流出する温水の流量よりも、沸き上げ戻り路を介して貯湯タンクに流入してくる温水の流量の方が大きいため、貯湯タンクの上端近傍においても熱量の減少を抑制させることができている。これにより、浴槽の温水の熱量を増大させる際の貯湯タンク内の温水の熱量の変動を小さく抑えることが可能になる。

第２発明の貯湯式給湯装置は、第１発明の貯湯式給湯装置において、沸き上げ往き路と追焚き戻り路の合流部分と、貯湯タンクの下端近傍と、を接続する接続管をさらに備えている。

この貯湯式給湯装置は、接続管を有しており、沸き上げ往き路と追焚き戻り路とが、貯湯タンクの下端近傍に接続される前に合流しているため、追焚き戻り路を流れる温水について、貯湯タンク内に流れ込む程度を抑えて、沸き上げ往き路へと送り出しやすくなる。これにより、貯湯タンクへの外乱をより効果的に低減させることができる。

第３発明の貯湯式給湯装置は、ヒートポンプユニットによって加熱して得られる温水を貯湯タンクに貯留しつつ浴槽に供給する貯湯式給湯装置であって、追焚き熱交換部、沸き上げ回路、追焚き回路、接続管、沸き上げポンプ、追焚き流量調節機構、接続管流量調節機構、および、制御部を備えている。追焚き熱交換部は、浴槽の温水を貯湯タンクの温水と熱交換させて追焚き加熱する。沸き上げ回路は、貯湯タンクの下端近傍からヒートポンプユニットまで延びている沸き上げ往き路と、ヒートポンプユニットから貯湯タンクの上端近傍まで延びている沸き上げ戻り路と、を有しており、貯湯タンクとヒートポンプユニットとの間を循環させて貯湯タンクの温水を沸き上げ加熱する。追焚き回路は、貯湯タンクの上端近傍から追焚き熱交換部まで延びている追焚き往き路と、追焚き熱交換部から貯湯タンクの下端近傍まで延びている追焚き戻り路と、を有しており、貯湯タンクと追焚き熱交換部との間を循環させる。接続管は、沸き上げ往き路と追焚き戻り路の合流部分と、貯湯タンクの下端近傍と、を接続する。沸き上げポンプは、沸き上げ回路を流れる水の流量を調節可能である。追焚き流量調節機構は、追焚き回路の途中に設けられ、通過する温水の流量を調節可能である。接続管流量調節機構は、接続管の途中に設けられ、通過する温水の流量を調節可能である。制御部は、追焚き加熱および沸き上げ加熱が同時に行われる場合に、追焚き回路の流量よりも沸き上げ回路の流量の方が大きくなるように沸き上げポンプの流量と追焚き流量調節機構における流量と接続管流量調節機構における流量とを制御する。

この貯湯式給湯装置では、追焚き回路の流量よりも沸き上げ回路の流量の方が大きくなるように沸き上げポンプを駆動させて接続管流量調節機構を閉じ気味にしつつ、追焚き回路の通過抵抗が増大するように追焚き流量調節機構を制御することで、追焚き熱交換部を用いて浴槽の温水の温度を上げる場合であっても、追焚き戻り路を介して貯湯タンクに戻ってくる温水のほとんどを沸き上げ往き路に向かわせることができる。このため、貯湯タンクの下方における熱量の変動を小さく抑えることができる。一方で、貯湯タンクの上端近傍では、追焚き往き路を介して貯湯タンクから流出する温水の流量よりも、沸き上げ戻り路を介して貯湯タンクに流入してくる温水の流量の方が大きいため、貯湯タンクの上端近傍においても熱量の減少を抑制させることができている。これにより、浴槽の温水の熱量を増大させる際の貯湯タンク内の温水の熱量の変動を小さく抑えることが可能になる。

また、この貯湯式給湯装置は、接続管を有しており、沸き上げ往き路と追焚き戻り路とが、貯湯タンクの下端近傍に接続される前に合流しているため、追焚き戻り路を流れる温水について、貯湯タンク内に流れ込む程度を抑えて、沸き上げ往き路へと送り出しやすくなる。これにより、貯湯タンクへの外乱をより効果的に低減させることができる。

第４発明の貯湯式給湯装置は、第１発明から第３発明のいずれかの貯湯式給湯装置において、浴槽の温水の温度を検出する浴槽水温検出部と、浴槽の設定温度を受け付ける浴槽設定温度受付部と、をさらに備えている。制御部は、浴槽水温検出部の検出温度が設定温度よりも所定判定温度値以上小さい場合に、追焚き循環ポンプを駆動させて追焚き加熱を開始する。

一般に、浴槽の温水の温度と設定温度との乖離度合いが大きい場合に浴槽の温水の温度を昇温させようとすると、貯湯タンク内の温水の熱量が大きく減少してしまう。これに対して、この貯湯式給湯装置では、追焚き循環ポンプを駆動させつつヒートポンプの出力によって浴槽の温水の温度を上げることで、貯湯タンクに蓄熱されている熱量の使用を控えて、貯湯タンクの温水の熱量の変動を小さく抑えることが可能になる。

第５発明の貯湯式給湯装置は、第１発明から第４発明のいずれかの貯湯式給湯装置において、浴槽から追焚き熱交換部まで延びている風呂往き路と、追焚き熱交換部から浴槽まで延びている風呂戻り路と、を有しており、浴槽と追焚き熱交換部との間を循環させる風呂循環回路をさらに備えている。

この貯湯式給湯装置では、貯湯タンク内の温水の熱量の変動を抑えることが、既設の風呂に対して風呂循環回路を後付けする場合においても可能になる。

第６発明の貯湯式給湯装置は、第１発明から第５発明のいずれかの貯湯式給湯装置において、制御部は、追焚き加熱が行われている状況で所定の条件を満たした場合に、同時に沸き上げ加熱を開始する。

この貯湯式給湯装置は、追焚き加熱が行われている状況下において貯湯タンクの温水の熱量が減少してきた場合等において追焚き加熱と同時に行われる沸き上げ加熱を自動的に開始させることが可能になる。

第７発明の貯湯式給湯装置は、第１発明または第２発明の貯湯式給湯装置において、制御部は、追焚き循環ポンプが駆動して追焚き加熱を開始するのに伴って沸き上げポンプを駆動して沸き上げ加熱を開始させる。

この貯湯式給湯装置は、貯湯タンクに加わる外乱をより確実に低減させることができる。

第８発明の貯湯式給湯装置は、第１発明、第２発明、第６発明のいずれか１つの貯湯式給湯装置において、制御部は、追焚き循環ポンプの調節流量が、沸き上げポンプの調節流量の９０％以上となるように追従制御する。

この貯湯式給湯装置は、追焚き循環ポンプの調節流量が、沸き上げポンプの調節流量の９０％以上になるように追従制御されることで、負荷変動が生じた場合であっても、追焚き熱交換部における浴槽の温水の加熱負荷のほとんどをヒートポンプの出力によって対応することができる。このため、負荷変動が生じた場合であっても、貯湯タンクへの外乱を小さく抑えることが可能になる。

第９発明の貯湯式給湯装置は、第１発明または第２発明の貯湯式給湯装置において、接続管の途中には、接続管と貯湯タンクの下端近傍との接続部分から合流部分に向かう流れのみを許容する逆止機構が設けられている。

この貯湯式給湯装置は、追焚き戻り路を通過した温水の、貯湯タンクの下端近傍からの流入を、より効果的に抑制させることが可能になる。

第１０発明の貯湯式給湯装置は、第１発明から第９発明のいずれかの貯湯式給湯装置において、貯湯タンクの横断面積は、１３００ｃｍ²以下である。貯湯タンクの内容積は、１００リットル以上２００リットル以下である。

この貯湯式給湯装置は、横断面積が１３００ｃｍ²以下で、内容積が１００リットル以上２００リットル以下の貯湯タンクでは、その高さ幅が十分に設けられているため、上層部分の高温層と下層部分の低温層との温度が混ざりにくい。このため、ヒートポンプユニットに供給する水温を低く抑えやすくなり、成績係数を良好に維持することが可能になる。また、従来の貯湯タンクよりも小さな内容積が１００リットル以上２００リットル以下の貯湯タンクでは蓄熱できる熱量は少ない場合でも、貯湯タンクへの外乱の影響を抑えて熱量を保持させることで、将来に生じうる大きな負荷に備えることが可能になる。

第１１発明の貯湯式給湯装置は、第１発明から第１０発明のいずれかの貯湯式給湯装置において、ヒートポンプユニットの作動冷媒が二酸化炭素冷媒である。

この貯湯式給湯装置は、二酸化炭素冷媒を用いた冷凍サイクルにおいて、エンタルピの変動幅を従来よりも大きく取ることができるため、成績係数を良好にすることが可能になる。

第１発明の貯湯式給湯装置では、浴槽の温水の熱量を増大させる際の貯湯タンク内の温水の熱量の変動を小さく抑えることが可能になる。また、浴槽の温水の熱量を増大させる際の貯湯タンク内の温水の熱量の変動を小さく抑えることが可能になる。

第２発明の貯湯式給湯装置では、貯湯タンクへの外乱をより効果的に低減させることができる。

第３発明の貯湯式給湯装置では、浴槽の温水の熱量を増大させる際の貯湯タンク内の温水の熱量の変動を小さく抑えることが可能になる。

第４発明の貯湯式給湯装置では、貯湯タンクに蓄熱されている熱量の使用を控えて、貯湯タンクの温水の熱量の変動を小さく抑えることが可能になる。

第５発明の貯湯式給湯装置では、貯湯タンク内の温水の熱量の変動を抑えることが、既設の風呂に対して風呂循環回路を後付けする場合においても可能になる。

第６発明の貯湯式給湯装置では、追焚き加熱と同時に行われる沸き上げ加熱を自動的に開始させることが可能になる。

第７発明の貯湯式給湯装置では、貯湯タンクに加わる外乱をより確実に低減させることができる。

第８発明の貯湯式給湯装置では、負荷変動が生じた場合であっても、貯湯タンクへの外乱を小さく抑えることが可能になる。

第９発明の貯湯式給湯装置では、貯湯タンクの下端近傍からの流入をより効果的に抑制させることが可能になる。

第１０発明の貯湯式給湯装置では、蓄熱できる熱量は少ない場合でも、貯湯タンクへの外乱の影響を抑えて熱量を保持させることで、将来に生じうる大きな負荷に備えることが可能になる。

第１１発明の貯湯式給湯装置では、成績係数を良好にすることが可能になる。

本発明の一実施形態に係る貯湯式給湯装置の概略外観図である。 本発明の一実施形態に係る貯湯式給湯装置の概略構成図である。 本発明の一実施形態に係る風呂自動制御のフローチャートである。 本発明の一実施形態に係る追焚き時沸き上げ制御のフローチャートである。 変形例（Ａ）に係る貯湯式給湯装置の概略構成図である。 変形例（Ｉ）に係る貯湯式給湯装置の概略構成図である。

本発明の一実施形態に係る貯湯式給湯装置１００について、図面を用いて説明する。

＜貯湯式給湯装置１００の構成＞
図１に、本発明の一実施形態に係る貯湯式給湯装置１００の外観概略図を示す。図２に貯湯式給湯装置１００の概略構成図を示す。

貯湯式給湯装置１００は、使用される前に予めお湯を溜めておいたり浴槽７０の温水を加熱したりするための給湯装置であって、ヒートポンプユニット１と貯湯ユニット３と、これらの管理や制御を行うコントローラ１０等を備えている。

＜ヒートポンプユニット１＞
ヒートポンプユニット１は、お湯を作り出すための熱源装置として電力を得て機能することができ、二酸化炭素冷媒が循環する冷媒回路２０と、水熱交換器２２と、空気熱交ファン２４Ｆと、各種センサ等を備えている。なお、このヒートポンプユニット１は、瞬間最大加熱能力は、４．５ｋＷ以上のものであって、本実施形態では瞬間最大加熱能力が１０ｋＷとなっている。

この冷媒回路２０は、圧縮機２１、内部熱交換器２６、膨張弁２３、空気熱交換器２４、水熱交換器２２内の冷媒管２２ｒおよび、冷媒配管２５を有している。

内部熱交換器２６は、高圧側管２６ｈと、低圧側管２６ｌとを有している。内部熱交換器２６は、高圧側管２６ｈを流れる冷媒と、低圧側管２６ｌを流れる冷媒と、の間で熱交換を行わせる。内部熱交換器２６においては、高圧側管２６ｈを流れる冷媒流れ方向と、低圧側管２６ｌを流れる冷媒流れ方向とが、互いに対向流の関係となるように設けられている。

冷媒配管２５は、圧縮機２１の吐出側、水熱交換器２２内の冷媒管２２ｒ、内部熱交換器２６内の高圧側管２６ｈ、膨張弁２３、空気熱交換器２４、内部熱交換器２６内の低圧側管２６ｌ、圧縮機２１の吸入側、の順に各機器を接続しており、内部に冷媒を循環させている。

水熱交換器２２は、冷媒管２２ｒと、水管３２ｗとを有している。水熱交換器２２は、ヒートポンプユニット１の圧縮機２１によって吐出された後に冷媒管２２ｒを流れる高温の冷媒と、後述する貯湯ユニット３を循環する際に水管３２ｗを流れる水と、の間で熱交換を行わせる。この水熱交換器２２における熱交換によって、冷媒管２２ｒを通過する冷媒が冷却されると同時に、水管３２ｗを通過する水が加熱され、お湯を作り出すことができる。

空気熱交ファン２４Ｆは、コントローラ１０によって、空気熱交換器２４に供給される空気の風量が調節される。これにより、空気熱交換器２４における冷媒の蒸発能力が調節される。

各種センサとしては、冷媒に関する温度や圧力を検知するセンサ等があり、例えば、吸入圧力センサ２０Ｐ、吸入温度センサ２０Ｔ、吐出圧力センサ２１Ｐ、吐出温度センサ２１Ｔ、水熱交後冷媒温度センサ２２Ｔ、外気温度センサ２３Ｔおよび空気熱交後冷媒温度センサ２４Ｔ等が、コントローラ１０が検知値を把握可能なように設けられている。吸入圧力センサ２０Ｐは、圧縮機２１の吸入側を通過する冷媒圧力を検知する。吸入温度センサ２０Ｔは、圧縮機２１の吸入側を通過する冷媒温度を検知する。吐出圧力センサ２１Ｐは、圧縮機２１の吐出側を通過する冷媒圧力を検知する。吐出温度センサ２１Ｔは、圧縮機２１の吐出側を通過する冷媒温度を検知する。水熱交後冷媒温度センサ２２Ｔは、水熱交換器２２を通過することで冷却された冷媒の温度を検知する。空気熱交後冷媒温度センサ２４Ｔは、空気熱交換器２４において加熱された後の冷媒の温度を検知する。

＜貯湯ユニット３＞
貯湯ユニット３は、市水等の外部からの外部給水路８１およびタンク用給水路８２を介して供給される水をヒートポンプユニット１から得られる熱によって加熱し、蓄えつつ、混合用給水路８３を介して混合された温水を浴槽７０等に供給するための装置である。この貯湯ユニット３は、貯湯タンク３５、貯湯回路３０、追焚き熱交換器５、追焚き回路４０、風呂回路６０および給水給湯回路５０等を備えている。ここでは、図示していないが、貯湯タンク３５は、発泡スチロールもしくは発泡ポリエチレン等によって形成された断熱材によって周囲が覆われており、貯湯タンク３５内の熱が逃げ出しにくいように構成されている。なお、貯湯ユニット３でつくられたお湯は、浴槽７０以外において用いられるようにしても良いが、ここでは説明を簡潔にするために他の用途のための回路を省略している。

（貯湯タンク３５）
貯湯タンク３５は、ヒートポンプユニット１から得られる熱によって得られるお湯を予め蓄えておくタンクである。この貯湯タンク３５は、内容積は約１８０リットルであり、横断面積が１１００ｃｍ²程度であり、鉛直方向の長さが１６５ｃｍ程度である。

貯湯タンク３５内は水および／またはお湯によって常に満たされており、お湯の量をコントローラ１０に把握させるための、湯量温度検知センサ３６が設けられている。この湯量温度検知センサ３６は、第１湯量検知温度センサＴ１〜第６湯量検知温度センサＴ６を有している。これらの第１湯量検知温度センサＴ１〜第６湯量検知温度センサＴ６は、貯湯タンク３５の下方から上方に向けて順に所定間隔で配置されている。

（貯湯回路３０）
貯湯回路３０は、貯湯タンク３５内の水もしくはお湯に対してヒートポンプユニット１で得られる熱を伝えるための回路であり、沸き上げ往き管３１、水熱交換器２２内の水管３２ｗ、沸き上げ戻り管３３、および、沸き上げポンプ３４を有している。

沸き上げ往き管３１は、貯湯タンク３５の下端部近傍と水熱交換器２２内の水管３２ｗの上流側端部とを接続しており、追焚き回路４０においても用いられているタンク下端接続管３９を含んでいる。このタンク下端接続管３９は、貯湯タンク３５の下端から、沸き上げ往き管３１と追焚き戻り管４３との分岐部分３８まで延びている。沸き上げ往き管３１には、通過する水もしくはお湯の温度を検知するための貯湯往き温度センサ３１Ｔが設けられている。

沸き上げ戻り管３３は、水熱交換器２２内の水管３２ｗの下流側端部と貯湯タンク３５の上端近傍とを接続している。この沸き上げ戻り管３３には、通過する水もしくはお湯の温度を検知するための貯湯戻り温度センサ３３Ｔが設けられている。

沸き上げポンプ３４は、沸き上げ往き管３１の途中に設けられている。貯湯回路３０では、沸き上げポンプ３４がコントローラ１０からの指令を受けて駆動することにより、貯湯タンク３５内の水もしくはお湯のうち下方に存在している温度の低い水を、沸き上げ往き管３１に流出させ、水熱交換器２２内の水管３２ｗを通過させることで温度上昇させ、沸き上げ戻り管３３を介して貯湯タンク３５の上端近傍に戻している。

これにより、貯湯タンク３５内のお湯と水との境界が上から下に向けて移動していくことになり、貯湯タンク３５内のお湯の量が増えていく。

（追焚き熱交換器５）
追焚き熱交換器５は、貯湯タンク３５内のお湯が循環する被冷却管４２ｗと、浴槽７０の温水が循環する被加熱管６３ｗと、を有している。

追焚き熱交換器５では、被冷却管４２ｗを流れるお湯と、被加熱管６３ｗを流れる温水と、の間で熱交換を行わせることで、被加熱管６３ｗを流れるお湯の温度を上げることができる。

（追焚き回路４０）
追焚き回路４０は、貯湯タンク３５に蓄えられているお湯が有している熱を利用して、浴槽７０の温水の温度をさらに上げるための熱供給側の回路であって、追焚き往き管４１、追焚き熱交換器５内の被冷却管４２ｗ、追焚き戻り管４３、および、追焚き循環ポンプ４４を有している。

追焚き往き管４１は、貯湯タンク３５の上端部近傍と追焚き熱交換器５内の被冷却管４２ｗの上流側端部とを接続している。

追焚き戻り管４３は、追焚き熱交換器５内の被冷却管４２ｗの下流側端部と貯湯タンク３５の下端近傍とを接続しており、貯湯回路３０においても用いられているタンク下端接続管３９を含んでいる。このタンク下端接続管３９は、上述のように、貯湯タンク３５の下端から、沸き上げ往き管３１と追焚き戻り管４３との分岐部分３８まで延びている。

追焚き循環ポンプ４４は、追焚き戻り管４３の途中に設けられている。

追焚き回路４０では、追焚き循環ポンプ４４がコントローラ１０からの指令を受けて駆動することにより、貯湯タンク３５内の水もしくはお湯のうち上方に存在している温度の高いお湯を、追焚き往き管４１に流出させ、追焚き熱交換器５内の被冷却管４２ｗを通過させることで温度低下させつつ、追焚き戻り管４３を介して貯湯タンク３５の下端近傍に戻している。

（風呂回路６０）
風呂回路６０は、追焚き回路４０を介して貯湯タンク３５に蓄えられているお湯の熱を得るための回路であって、風呂往き管６１、追焚き熱交換器５内の被加熱管６３ｗ、風呂戻り管６４、給水給湯回路５０においても用いられている風呂接続管５６、および、風呂循環ポンプ６２を有している。

風呂往き管６１は、浴槽７０のアダプタ７１と、追焚き熱交換器５内の被加熱管６３ｗの上流側端部と、を接続している。この風呂往き管６１には、通過する水もしくはお湯の温度を浴槽７０の湯温として検知する風呂温度センサ６１Ｔ、および、通過する水圧を検出することで浴槽７０の水位を把握する風呂水位センサ６１Ｐが設けられている。

風呂循環ポンプ６２は、風呂往き管６１の途中に設けられている。なお、風呂水位センサ６１Ｐは常時検出可能であるが、風呂温度センサ６１Ｔによる検出は風呂循環ポンプ６２が駆動して浴槽７０の温水を風呂温度センサ６１Ｔの近傍に通過させることで検出が行われる。

風呂戻り管６４は、追焚き熱交換器５内の被加熱管６３ｗの下流側端部と、風呂接続管５６の浴槽７０側とは反対側の端部と、を接続している。

風呂接続管５６は、風呂戻り管６４の下流側端部と、浴槽７０のアダプタ７１と、を接続している。

風呂回路６０では、風呂循環ポンプ６２がコントローラ１０からの指令を受けて駆動することにより、浴槽７０のお湯を、風呂往き管６１に流出させ、追焚き熱交換器５内の被加熱管６３ｗを通過させることで温度上昇させつつ、風呂戻り管６４および風呂接続管５６を介して浴槽７０に戻している。

これにより、外部の浴槽７０のお湯の温度を上げることができ、追焚きを実行することができている。

（給水給湯回路５０）
給水給湯回路５０は、外部から供給される水と、貯湯タンク３５内のお湯と、を混合して得られる適度な温度の温水を、浴槽７０に供給するための回路である。この給水給湯回路５０は、外部給水路８１、タンク用給水路８２、出湯管５１、風呂給湯管５２、風呂回路６０においても用いられている風呂接続管５６、混合用給水路８３および給湯混合弁８４を有している。

外部給水路８１およびタンク用給水路８２は、外部の市水等から供給される常温の水を貯湯タンク３５の下端近傍から貯湯タンク３５内に導く。このタンク用給水路８２は、市水によって供給される水の温度を検知するための給水温度センサ８２Ｔが設けられている。

出湯管５１は、貯湯タンク３５に蓄えられている水もしくはお湯のうち、上端近傍に存在している比較的温度の高いお湯を、給湯混合弁８４まで導く管である。この出湯管５１には、通過する水もしくはお湯の温度を検知するための出湯温度センサ５１Ｔが設けられている。

混合用給水路８３は、貯湯タンク３５の上端近傍から出湯管５１を通じて流れるより高温のお湯に、常温の市水を混合させることにより、浴槽７０に供給する温水の温度を調節するための管である。この混合用給水路８３は、外部給水路８１とタンク用給水路８２との接続部分と、給湯混合弁８４と、を接続している。

給湯混合弁８４は、出湯管５１と混合用給水路８３との混合部分に設けられている。この給湯混合弁８４は、コントローラ１０からの指令を受けて貯湯タンク３５の上端近傍から浴槽７０まで導こうとするお湯の量、および、混合用給水路８３を通過させる水の量との混合比率を調節することができる。

風呂給湯管５２は、貯湯タンク３５内のお湯と混合用給水路８３とが給湯混合弁８４によって混合されつつ温度調節された温水を、風呂接続管５６を介して浴槽７０に供給するための管である。

風呂接続管５６は、その上流側端部が風呂給湯管５２の下流側端部および風呂戻り管６４の下流側端部と接続されており、その下流側端部が浴槽７０のアダプタ７１に接続されている。

（コントローラ１０）
コントローラ１０は、設定温度受付部１０Ｔ、設定水位受付部１０Ｐ、メモリ１１、タイマ１２、高温追加指示受付部１３、給水判定水位設定受付部１７、風呂自動運転受付部１５、および、追焚き指示受付部１６を備えている。

設定温度受付部１０Ｔは、ユーザからの浴槽７０の設定温度の入力を受け付ける。

設定水位受付部１０Ｐは、ユーザからの浴槽７０の設定水位の入力を受け付ける。

メモリ１１には、予め、浴槽７０が溢れ始める水位のデータ、一日のうちの時間帯毎の電力料金設定に関する情報が格納されている。また、メモリ１１には、貯湯式給湯装置１００の運転が行われるに伴い、各種運転履歴データ、状態データの格納が行われる。

タイマ１２は、所定の運転が行われている時間や、所定の運転を続ける時間のカウントを行ったり、ユーザからの保温期間の設定入力を受け付けたりする。

高温追加指示受付部１３は、ユーザによって押されることで所定の指示を受け付けるためのボタンであり、ユーザによって一度押された時に、給湯混合弁８４で調節された設定温度よりも高温のお湯（ここでは６０℃に設定されている）を所定量（ここでは２０リットル）だけ、給水給湯回路５０によって浴槽７０に供給する制御が開始される。

給水判定水位設定受付部１７は、浴槽７０への給水給湯回路５０による自動的な温水の供給を開始する基準となる浴槽７０の水位である給水判定水位を、予めユーザによる入力で設定することができる。この給水判定水位設定受付部１７が受け付けた給水判定水位は、後述するように、外気温度センサ２３Ｔが検知する温度に応じてコントローラ１０によって補正された値として用いられる。

追焚き指示受付部１６は、ユーザによって押されることで所定の指示を受け付けるためのボタンであり、ユーザによって押された時に追焚き熱交換器５を用いた浴槽７０の昇温動作が開始される。

風呂自動運転受付部１５は、ユーザによって押されることで所定の指示を受け付けるためのボタンであり、浴槽７０が設定温度で設定水位となるようにお湯をはり、設定された時間（保温期間）の間だけ自動的に所定温度および所定水位が維持されるような保温制御を続ける。なお、この保温制御中においても、ユーザが高温追加指示受付部１３のボタンを押したり、ユーザが追焚き指示受付部１６のボタンを押したりすると、これらの制御が優先されて即時開始され、保温制御中であっても、ユーザの望むタイミングで浴槽７０を所望の状態にすることができるようになっている。

コントローラ１０は、第１湯量検知温度センサＴ１〜第６湯量検知温度センサＴ６が検知する値から貯湯タンク３５内のお湯の量を把握しており、貯湯タンク３５内のお湯の量が所定量よりも少なくなった時点で、ヒートポンプユニット１と沸き上げポンプ３４を駆動させることで貯湯タンク３５内の水の熱量を増大させる制御を行う。

＜風呂自動制御＞
風呂自動制御は、図３のフローチャートに示すように、浴槽７０に高温のお湯を供給することによる浴槽７０の昇温を、追焚き熱交換器５を用いた浴槽７０の昇温よりも、できるだけ多く利用できるように、浴槽７０へのお湯の供給を開始させる水位をできるだけ低く抑える制御である。

なお、コントローラ１０は、給水判定水位設定受付部１７を介して予めユーザから給水判定水位を受け付け、メモリ１１等に格納させている。また、コントローラ１０のメモリ１１には、タイマ１２を介してユーザから入力された保温期間のデータを格納させている。

この風呂自動制御は、ユーザによって、風呂自動運転受付部１５のボタンが押されることで開始される。

ステップＳ１１では、コントローラ１０は、設定温度受付部１０Ｔを介して受け付けている設定温度となるように給湯混合弁８４によって調節した温水を、給水給湯回路５０を介して浴槽７０へ供給し始め、ステップＳ１２に移行する。

ステップＳ１２では、コントローラ１０は、設定水位受付部１０Ｐを介して受け付けている設定水位に達したか否かを判断する。ここで設定水位に達していない場合は、ステップＳ１１に戻って繰り返す。設定水位に達していた場合は、タイマ１２によって保温期間のカウントを開始しつつ、ステップＳ１３に移行する。

ステップＳ１３では、コントローラ１０は、給水判定水位設定受付部１７を介して予めユーザから受け付けていた給水判定水位（設定水位よりも低い水位）を、外気温度センサ２３Ｔが検知する温度に基づいて補正し、補正後の給水判定水位を新たに給水判定水位として特定し、ステップＳ１４に移行する。

ここでの補正による給水判定水位の特定は、外気温度センサ２３Ｔの検知値が小さいほど（外気温が低いほど）浴槽７０の温水の熱が多く放熱されることを考慮して、放熱しにくい状況よりも放熱しやすい状況の方が低い値（低い水位）になるように補正された値として特定される。

ステップＳ１４では、コントローラ１０は、タイマ１２に基づいて保温期間のカウントが終了していないかどうか判断する。ここで保温期間が経過している場合には、風呂自動制御を終了する。保温期間が経過していない場合は、ステップＳ１５に移行する。

ステップＳ１５では、コントローラ１０は、風呂水位センサ６１Ｐによって浴槽７０の水位を把握し、ステップＳ１６に移行する。

ステップＳ１６では、コントローラ１０は、風呂水位センサ６１Ｐが検知する浴槽７０の水位が、設定水位受付部１０Ｐを介して受け付けている設定水位以下であるかどうかを判断する。ここで、設定水位以下でない場合には、ステップＳ１７に移行する。設定水位以下である場合には、ステップＳ２０に移行する。

ステップＳ１７では、コントローラ１０は、風呂循環ポンプ６２を駆動させて、風呂温度センサ６１Ｔによる浴槽７０温度の検知を行った後、風呂循環ポンプ６２を停止させる。その後、ステップＳ１８に移行する。

ステップＳ１８では、コントローラ１０は、風呂温度センサ６１Ｔが検知する浴槽７０の温度が、設定温度受付部１０Ｔを介して受け付けている設定温度未満であるかどうかを判断する。ここで、設定温度未満でない場合には、ステップＳ１４に戻り繰り返す。設定温度未満である場合には、ステップＳ１９に移行する。

ステップＳ１９では、コントローラ１０は、追焚き循環ポンプ４４および風呂循環ポンプ６２の両方を同時に駆動させた状態にして、追炊き熱交換器５における熱交換を行わせ、浴槽７０に戻る温水の温度を上昇させる追焚き熱交換制御を行う。そして、ステップＳ１７に戻り、浴槽７０の温度が設定温度に達するまでこの追焚き熱交換制御を続ける。

ステップＳ２０では、コントローラ１０は、風呂水位センサ６１Ｐが検知する浴槽７０の水位が、ステップＳ１３で特定した給水判定水位以下であるかどうかを判断する。ここで、給水判定水位以下でない場合には、ステップＳ１４に戻り繰り返す。給水判定水位以下である場合には、ステップＳ２１に移行する。

ステップＳ２１では、コントローラ１０は、風呂循環ポンプ６２を駆動させて、風呂温度センサ６１Ｔによる浴槽７０温度の検知を行った後、風呂循環ポンプ６２を停止させる。その後、ステップＳ２２に移行する。

ステップＳ２２では、コントローラ１０は、風呂温度センサ６１Ｔが検知する浴槽７０の温度が、設定温度受付部１０Ｔを介して受け付けている設定温度未満であるかどうかを判断する。ここで、設定温度未満でない場合には、ステップＳ２８に移行する。設定温度未満である場合には、ステップＳ２３に移行する。

ステップＳ２３では、コントローラ１０は、高温足し湯制御を行う。ここでは、この高温足し湯制御では、設定温度受付部１０Ｔがユーザから受け付けている設定温度よりも５℃以上高温の温水を、給湯混合弁８４と給水給湯回路５０を用いて、浴槽７０に供給する。具体的には、本実施形態では、一回の高温足し湯制御によって、６０℃のお湯を２０リットルだけ浴槽７０に供給する。その後、ステップＳ２４に移行する。

ステップＳ２４では、コントローラ１０は、風呂水位センサ６１Ｐが検知する浴槽７０の水位が、設定水位受付部１０Ｐを介して受け付けている設定水位以下であるかどうかを判断する。ここで、設定水位以下でない場合には、ステップＳ２５に移行する。設定水位以下である場合には、ステップＳ２１に戻って、高温足し湯制御を設定水位もしくは設定温度に至まで繰り返す。

ステップＳ２５では、コントローラ１０は、追焚き循環ポンプ４４および風呂循環ポンプ６２の両方を同時に駆動させた状態にして、追炊き熱交換器５における熱交換を行わせ、浴槽７０に戻る温水の温度を上昇させる追焚き熱交換制御を行う。そして、ステップＳ２６に移行する。

ステップＳ２６では、コントローラ１０は、風呂循環ポンプ６２を駆動させて、風呂温度センサ６１Ｔによる浴槽７０温度の検知を行った後、風呂循環ポンプ６２を停止させる。その後、ステップＳ２７に移行する。

ステップＳ２７では、コントローラ１０は、風呂温度センサ６１Ｔが検知する浴槽７０の温度が、設定温度受付部１０Ｔを介して受け付けている設定温度未満であるかどうかを判断する。ここで、設定温度未満でない場合には、ステップＳ１４に戻り繰り返す。設定温度未満である場合には、ステップＳ２５に移行して繰り返す。

ステップＳ２８では、コントローラ１０は、風呂水位センサ６１Ｐによって浴槽７０の水位を把握し、ステップＳ２９移行する。

ステップＳ２９では、コントローラ１０は、風呂水位センサ６１Ｐが検知する浴槽７０の水位が、設定水位受付部１０Ｐを介して受け付けている設定水位以下であるかどうかを判断する。ここで、設定水位以下でない場合には、ステップＳ１４に戻って繰り返す。設定水位以下である場合には、ステップＳ３０に移行する。

ステップＳ３０では、コントローラ１０は、設定温度受付部１０Ｔを介して受け付けている設定温度となるように給湯混合弁８４および給水給湯回路５０を用いて、一度に設定温度のお湯を２０リットルだけ浴槽７０に供給する足し湯制御を行い、ステップＳ２８に戻って繰り返す。

＜追焚き時沸き上げ制御＞
追焚き時沸き上げ制御は、図４のフローチャートに示すように、浴槽７０の温水の温度を上昇させるために追焚き熱交換器５を用いた追焚き熱交換制御を行う場合（例えば、上記ステップＳ１９、ステップＳ２５等）や、追焚き指示受付部１６のボタンがユーザによって押されることで追焚き熱交換器５を用いた浴槽７０の昇温動作が開始される場合に、貯湯タンク３５への外乱等の影響を小さく抑えるために、ヒートポンプユニット１と貯湯回路３０の利用を同時に行う制御である。この追焚き時沸き上げ制御は、コントローラ１０によって、上述の風呂自動制御等と同時に進行され、貯湯式給湯装置１００の運転が行われている間、常時進行している。

この追焚き時沸き上げ制御では、追焚き回路４０の循環量よりも貯湯回路３０の循環量の方が大きくなるように、コントローラ１０が追焚き循環ポンプ４４の流量と沸き上げポンプ３４の流量とを調節する。具体的には、コントローラ１０は、追焚き循環ポンプ４４の調節流量が、沸き上げポンプ３４の調節流量の９０％以上１００％未満となるように調節し、例えば、追焚き循環ポンプ４４の調節流量が０．９リットル／ｍｉｎ、沸き上げポンプ３４の調節流量が１リットル／ｍｉｎ程度となるように調節する。以下、各処理を順に説明する。

ステップＳ４１では、コントローラ１０は、貯湯タンク３５の湯量を把握する。具体的には、第１湯量検知温度センサＴ１〜第６湯量検知温度センサＴ６が検知している温度に基づいて、貯湯タンク３５の湯量を把握する。その後、ステップＳ４２に移行する。

ステップＳ４２では、コントローラ１０は、貯湯タンク３５の湯量が十分であるか否か判断する。具体的には、コントローラ１０は、第１湯量検知温度センサＴ１〜第６湯量検知温度センサＴ６の各センサのうちの予め定められたセンサの検知値が所定温度以下の値であるか否かを判断する。貯湯タンク３５の湯量が十分である場合には、ステップＳ４５に移行する。貯湯タンク３５の湯量が十分でない場合には、ステップＳ４３に移行する。

ステップＳ４３では、コントローラ１０は、ヒートポンプユニット１と貯湯回路３０を動作させて沸き上げを開始する。ここでは、沸き上げポンプ３４、圧縮機２１および空気熱交ファン２４Ｆ等の駆動を開始させる。この沸き上げ動作を所定時間もしくは貯湯タンク３５への熱供給量が所定量となるまで行った後に、ステップＳ４４に移行する。

ステップＳ４４では、コントローラ１０は、ヒートポンプユニット１と貯湯回路３０を停止させて沸き上げを終了し、ステップＳ４１に戻って繰り返す。

ステップＳ４５では、コントローラ１０は、追焚き熱交換制御が開始されているか否かを把握する。具体的には、コントローラ１０は、上述した風呂自動制御中における追焚き熱交換制御（例えば、上述のステップＳ１９、ステップＳ２５等）が行われているか否か、ユーザによって追焚き指示受付部１６のボタンが押されたか否か、等によって、追焚き熱交換制御が開始されているか否かを判断する。ここで、追焚き熱交換制御が行われていないと判断した場合には、ステップＳ４１に戻って繰り返す。追焚き熱交換制御が行われていると判断した場合には、ステップＳ４６に移行する。

ステップＳ４６では、コントローラ１０は、追焚き熱交換制御によって駆動する追焚き循環ポンプ４４の流量を把握し、ステップＳ４７に移行する。

ステップＳ４７では、コントローラ１０は、沸き上げポンプ３４の流量を、ステップＳ４６で把握した追焚き循環ポンプ４４の流量に基づいて決定する。ここでは、コントローラ１０は、沸き上げポンプ３４の流量が、ステップＳ４６で把握した追焚き循環ポンプ４４の流量の９０％となるように決定する。その後、ステップＳ４８に移行する。

ステップＳ４８では、コントローラ１０は、沸き上げポンプ３４を駆動させて、実際に沸き上げ運転を開始させる。ここでは、上記ステップＳ４３と同様に、沸き上げポンプ３４、圧縮機２１および空気熱交ファン２４Ｆ等の駆動を開始させる。ここで、沸き上げポンプ３４の流量は、追焚き循環ポンプ４４の流量の９０％としてステップＳ４７で決定した流量となるように、コントローラ１０が制御を行う。この沸き上げ運転を継続させた状態で、ステップＳ４９に移行する。

ステップＳ４９では、コントローラ１０は、追焚き熱交換制御が停止しているか否かを判断する。具体的には、浴槽７０において設定温度の温水が設定水位分だけ確保された状態になっている場合等には、追焚き熱交換制御が停止されることになる。ここで、追焚き熱交換制御が停止していない場合には、ステップＳ４６に戻って、同時に行われている沸き上げ運転を続行し、この処理を繰り返す。追焚き熱交換制御が停止されている場合には、ステップＳ５０に移行する。

ステップＳ５０では、コントローラ１０は、沸き上げ運転を停止させて、ステップＳ４１に戻り、上述の処理を繰り返す。具体的には、沸き上げポンプ３４、圧縮機２１および空気熱交ファン２４Ｆ等の駆動を停止させる。
＜本実施形態の特徴＞
（１）
本実施形態の貯湯式給湯装置１００では、追焚き時沸き上げ制御が行われることで、追焚き熱交換器５を用いた追焚き熱交換制御が行われている場合には、ヒートポンプユニット１および貯湯回路３０を用いた沸き上げ運転が行われることになっている。

ここで、追焚き戻り管４３と、沸き上げ往き管３１とは、貯湯タンク３５の外部に配置されている分岐部分３８において互いに接続されているため、追焚き戻り管４３を流れている浴槽７０の温水を加熱した後の温水は、中間温度となっており、貯湯タンク３５に戻ってしまうと、貯湯タンク３５の温水の熱量を低下させてしまったり、貯湯タンク３５の温水の熱量を安定に保つことができなくなってしまう。

これに対して、上述の追焚き時沸き上げ制御では、沸き上げポンプ３４の流量が、追焚き循環ポンプ４４の流量よりも多くなるように、コントローラ１０によって制御されている。このため、追焚き戻り管４３を分岐部分３８まで流れてきた中間温度の温水は、タンク下端接続管３９を介して貯湯タンク３５側に向かいにくく、積極的に沸き上げ往き管３１側に導くことができる。これにより、追焚き熱交換制御を行う時であっても、貯湯タンク３５に生じる外乱をできるだけ小さく抑えることができるようになっている。

（２）
また、上述の追焚き時沸き上げ制御によって、貯湯タンク３５への外乱をできるだけ小さく抑えることができているため、貯湯タンク３５の温水が有している熱量をできるだけ多く保つことも可能になる。

例えば、電気料金が一日の内の時間帯で異なり、夜が昼間よりも電気料金が安いシステムにおいて、毎朝、貯湯タンク３５の温水の熱量が最大になるように制御しようとする場合において、比較的電気料金が安い時間帯の終わりに近づいた頃に、追焚き熱交換制御が行われてしまうと、その後の比較的電気料金が高い時間帯に、沸き上げ運転を行うことになってしまう。これに対して、上述の追焚き時沸き上げ制御では、このように比較的電気料金が安い時間帯の終わりに近づいた頃に追焚き熱交換制御が行われても、その際に浴槽７０の温水の温度を上げるためのエネルギは、貯湯タンク３５の温水の熱ではなく、主として、ヒートポンプユニット１から直接得られる熱を用いることができる。これにより、貯湯タンク３５の温水の熱量を所望の状態に維持したままで、浴槽７０の温水の温度を上げる要求に応じることが可能になる。

（３）
なお、本実施形態の貯湯タンク３５は、内容積は約１８０リットル、横断面積が１１００ｃｍ²程度、鉛直方向の長さが１６５ｃｍ程度であり、その高さが十分に設けられているため、上層部分の高温層と下層部分の低温層との温度が混ざりにくい。このため、ヒートポンプユニット１に供給する水温を低く抑えやすくなるため、ヒートポンプユニット１の成績係数を良好に維持することができる。また、内容積が３７０リットル程度の従来の貯湯タンクよりも内容積が１８０リットル程度で小さな貯湯タンク３５では、ヒートポンプユニット１の作動が従来よりも頻繁に行われがちになるが、このような場合であっても、浴槽７０の保温動作において、貯湯タンク３５の中間温度層が増大しにくいために、成績係数を良好に保つことができる。
＜上記実施形態の変形例＞
（Ａ）
上記実施形態では、このタンク下端接続管３９が、貯湯タンク３５の下端から沸き上げ往き管３１と追焚き戻り管４３との分岐部分３８を接続している場合を例に挙げて説明した。

しかし、上記実施形態のタンク下端接続管３９について、例えば、図５に示すように、貯湯タンク３５の下端近傍から分岐部分３８に向かう流れのみを許容する逆止弁２３７を設けた貯湯式給湯装置２００としてもよい。

この場合には、追焚き熱交換制御時に追焚き戻り管４３を介して分岐部分３８まで流れてくる中間温度の温水が、貯湯タンク３５側に流れ込まないようにすることができ、貯湯タンク３５への外乱をより効果的に低減させることができる。
（Ｂ）
上記実施形態では、追焚き熱交換制御が開始された場合に沸き上げ運転を開始させる場合を挙げて説明した。

しかし、例えば、追焚き熱交換制御が行われている場合に常に沸き上げ運転を行うのではなく、例えば、追焚き熱交換制御が行われている状態において、追焚き循環ポンプ４４の流量が所定流量を超えるほど大きくなった場合にのみ、ヒートポンプユニット１と貯湯回路３０を駆動させるようにしてもよい。この場合には、浴槽７０において比較的少ない熱量が必要とされている追焚き時には、貯湯タンク３５への外乱の影響も比較的小さく抑えられており、かつ、ヒートポンプユニット１を駆動させないことにより省エネを実現させることができる。
（Ｃ）
上記実施形態では、風呂自動制御のステップＳ１８、Ｓ１９において、設定温度未満である場合に追焚き熱交換制御を開始させる制御を例に挙げて説明した。

しかし、例えば、上述のステップＳ１８における追焚き熱交換制御を開始させるための条件を、設定温度よりも所定温度低い判定温度以下であること、としてもよい。

このように、浴槽７０の温度と設定温度との乖離度合いがより大きな場合に、追焚き熱交換制御を行わせて、これに伴う追焚き時沸き上げ制御を開始させるようにすることができる。

仮に、浴槽７０の温度と設定温度との乖離度合いがより大きな場合に、追焚き時沸き上げ制御を行うことなく、追焚き熱交換制御のみを行ってしまうと、貯湯タンク３５の中間温度層がより顕著に増大してしまう。

これに対して、ここでは、追焚き熱交換制御のみが行われることがなく、追焚き時沸き上げ制御が追従して行われるために、貯湯タンク３５の中間温度層が顕著に増大してしまうような事態を回避することができる。
（Ｄ）
上記実施形態では、浴槽７０の温度が設定温度になることに着目しえ追焚き熱交換制御を行う場合を例に挙げて説明した。

しかし、例えば、追焚き熱交換制御では、追焚き戻り管４３の追炊き熱交換器５の出口側の温水温度をセンサ等で把握しつつ、この温度が目標温度となるように追焚き循環ポンプ４４の流量を調節しつつ、これに追従して沸き上げポンプ３４の流量を調節するようにしてもよい。

これにより、追焚き戻り管４３の追炊き熱交換器５の出口を通過する温水の温度をできるだけ低くすることができる場合には、追焚き時沸き上げ制御におけるヒートポンプユニット１の成績係数を良好にすることが可能になる。
（Ｅ）
上記実施形態では、追焚き時沸き上げ制御においては、ヒートポンプユニット１の出力変動が任意である場合を例に挙げて説明した。

しかし、例えば、追炊き熱交換器５および水熱交換器２２の全体において、冷媒、貯湯回路３０および追焚き回路４０を循環する温水、および、風呂回路６０を循環する温水との間の熱伝達効率および熱交能力を考慮して、ヒートポンプユニット１の出力を調節することで、浴槽７０の温度を設定温度となるようにしてもよい。
（Ｆ）
上記実施形態では、追焚き熱交換制御が行われる場合に追焚き時沸き上げ制御が行われる場合を例に挙げて説明した。

しかし、例えば、追焚き時沸き上げ制御は、追焚き熱交換制御が開始された後に所定条件を満たすまでの間だけ行うようにしてもよい。この条件としては、例えば、追焚き熱交換制御の開始から所定時間が経過するまでの間や、追焚き戻り管４３を流れる温水の温度を把握するためのセンサ等を設けた場合に検知温度が所定温度を超えた場合や、風呂温度センサ６１Ｔの検知温度が所定温度を超えた場合等とすることができる。

ここで、貯湯タンク３５のお湯の熱を用いて、追焚き熱交換器５によって浴槽７０の温水の温度を上昇させる場合には、追焚き時沸き上げ制御を行うことなく沸き上げポンプ３４を停止していると、追焚き熱交換器５の被冷却管４２ｗを通過した温水は、温度が低下した状態で追焚き戻り管４３を通過して、貯湯タンク３５の下方から貯湯タンク３５に戻される。この際、追焚き熱交換器５の被冷却管４２ｗを通過することで冷却される温水は、熱交換の原理に従うため、浴槽７０の温水の温度（浴槽７０から風呂往き管６１を介して追焚き熱交換器５に流入する温水の温度）よりも低い温度に冷やされることはない。このため、追焚き戻り管４３を介して貯湯タンク３５の下方へ戻される温水の温度は、貯湯タンク３５の上端近傍に存在する高温の温水と、貯湯タンク３５の下端近傍に供給される市水の温度と、の間である中間温度となっている。このようにして、追焚き熱交換器５を用いた追焚き熱交換制御を行った場合には、貯湯タンク３５の中間温度層が増大してしまう。ここで、一般に、ヒートポンプユニット１の成績係数は、沸き上げ往き管３１を介して水熱交換器２２に供給される水の温度が低いほど良好な値になる。しかし、上述のように追焚き時沸き上げ制御を行うことなく追焚き熱交換制御を行った場合には、貯湯タンク３５に中間温度層が増大するため、沸き上げ往き管３１を介して水熱交換器２２に供給される水の温度を低く維持することができなくなり、ヒートポンプユニット１の成績係数の低下を引き起こしてしまう。以上をふまえると、以下の制御が有効である。

例えば、追焚き熱交換制御が開始された状態では、浴槽７０の温水の温度は低くなっていることが多いため、風呂往き管６１を追焚き熱交換器５に向けて流れる温水の温度も低く、追焚き回路４０を流れて追焚き熱交換器５において浴槽７０からの温水を加熱した後の温水は、比較的低温になりやすい。このように、追焚き戻り管４３から分岐部分３８を介して沸き上げ往き管３１に向かう温水の温度が比較的低温である場合には、追焚き時沸き上げ制御を行うことで、上述のヒートポンプユニット１における成績係数の低下の程度を小さく抑えることができる。

これに対して、追焚き熱交換制御が開始された後しばらくした状態では、浴槽７０の温水の温度は少しずつ上昇しており、風呂往き管６１を追焚き熱交換器５に向けて流れる温水の温度も高くなり、追焚き回路４０を流れて追焚き熱交換器５において浴槽７０からの温水を加熱した後の温水は、比較的温度が下がりにくく、高温を維持しやすい。このため、追焚き戻り管４３から分岐部分３８を介して沸き上げ往き管３１に向かう温水の温度が比較的高温である場合には、追焚き時沸き上げ制御を行うと、上述のヒートポンプユニット１における成績係数を大きく下げてしまいやすい。このため、追焚き熱交換制御が開始された後しばらくした状態では、追焚き時沸き上げ制御を停止して、ヒートポンプユニット１や貯湯回路３０の可動を停止させ、追焚き戻り管４３から分岐部分３８に向けて流れてきた温水をタンク下端接続管３９を介して貯湯タンク３５に戻すようにしてもよい。このように追焚き熱交換制御が開始された後しばらくした状態では、追焚き戻り管４３を流れる温水の温度は、追焚き往き管４１を流れる温水の温度から大きくは低下していないため、貯湯タンク３５への外乱の影響を、追焚き熱交換制御の開始時と比較すると小さく抑えることができる。

このような運転によると、ヒートポンプユニット１における成績係数をある程度良好に保ちながら、貯湯タンク３５への外乱の影響もある程度良好に保つことが可能になる。
（Ｇ）
上記実施形態では、一日のうちの時間帯に応じて特にヒートポンプユニット１の出力を変動させない場合を例に挙げて説明した。

しかし、例えば、電気料金が一日の時間帯によって異なるシステムにおいては、時間帯に応じてヒートポンプユニット１の出力を変更させるようにしてもよい。

例えば、毎朝、深夜電力料金の時間帯が終了する頃に貯湯タンク３５をお湯で満たすように、ヒートポンプユニット１を制御することがある。ここで、例えば、ヒートポンプユニット１の出力が大きいまま（例えば、６キロワット程度）では、比較的短時間で沸き上げを終えて貯湯タンク３５をお湯で満たすことが可能になる。特に、上記実施形態で想定しているような１８０リットル程度の従来よりも小型の貯湯タンク３５を用いる場合には、従来と同様のヒートポンプユニット１の出力を用いた場合には、従来よりも沸き上げを終えるまでに要する時間が短くなる。

これに対して、例えば、夜間等の比較的電気料金が安い時間帯であって、ユーザが貯湯タンク３５のお湯の使用を予定していないような時間帯がある場合においては、そのような時間帯において、ヒートポンプユニット１の出力を小さく抑えて（例えば、４．５キロワット程度）、時間を深夜電力料金の時間帯が終わる直前までに貯湯タンク３５の沸き上げが終了するように、時間をかけて沸き上げるようにしてもよい。これにより、従来よりも効率を上げることが可能になる。また、ヒートポンプユニット１の出力だけではなく、例えば、貯湯タンク３５の沸き上げ目標温度についても時間帯に応じて変更するようにしてもよい。なお、昼間の給湯負荷が集中しやすい時間帯は、ヒートポンプユニット１の出力を、深夜電力料金の時間終了直前時の出力よりも増大させるようにしてもよい。

また、例えば、集合住宅等の人口密集地において、比較的電気料金が安い夜間にヒートポンプユニット１の運転が同時に集中的に行われることがないように、初期設定や、相互通信処理等によって、沸き上げ動作に時間差を設けるようにしてもよい。また、この場合、運転音が小さくなるような周波数帯でヒートポンプユニット１を運転するようにしてもよい。
（Ｈ）
上記実施形態では、コントローラ１０が、追焚き循環ポンプ４４の流量を把握して、沸き上げポンプ３４の流量を特定する場合を例に挙げて説明した。

しかし、例えば、コントローラ１０は、一旦追焚き循環ポンプ４４と沸き上げポンプ３４の両方の運転を開始させた状態で所定時間が経過した後に、沸き上げポンプ３４の流量を把握して、追焚き循環ポンプ４４の流量がこの把握した沸き上げポンプ３４の流量よりも多くなるように調節してもよい。
（Ｉ）
上記実施形態では、沸き上げポンプ３４および追焚き循環ポンプ４４の２つのポンプを用いて流量調節する場合を例に挙げて説明した。

しかし、例えば、図６に示すように、上記実施形態における追焚き循環ポンプ４４の代わりに、接続管流量調節弁３４４ａおよび追焚き流量調節弁３４４ｂを備えた貯湯式給湯装置３００であってもよい。この接続管流量調節弁３４４ａは、タンク下端接続管３９の途中に設けられており、通過する温水の流量を弁開度を調節することで変更できる。追焚き流量調節弁３４４ｂは、追焚き回路４０の追焚き戻り管４３の途中に設けられており、通過する温水の流量を弁開度を調節することで変更できる。

この貯湯式給湯装置３００では、接続管流量調節弁３４４ａを開いて追焚き流量調節弁３４４ｂを閉じた状態にして、沸き上げポンプ３４を駆動させることで、追焚き熱交換器５を利用することなく、沸き上げ運転のみを行うことができる。また、貯湯式給湯装置３００では、接続管流量調節弁３４４ａを閉じるもしくは開度を狭めつつ、追焚き流量調節弁３４４ｂの開度を調節することで通過する流量抵抗を調節させた状態にして、沸き上げポンプ３４を駆動させることで、追焚き回路４０の循環量よりも貯湯回路３０の循環量の方が多くなるようにすることができる。これにより、貯湯タンク３５への外乱を小さく抑えつつ、追焚き熱交換制御を行うことができ、上記実施形態と同様の効果を奏することができる。

本発明は、浴槽の温水の熱量を増大させる際の貯湯タンクの温水の熱量の変動を小さく抑えることが可能になるため、特に、貯湯式給湯装置として用いた場合に有用である。

１ ヒートポンプユニット
３ 貯湯ユニット
５ 追焚き熱交換器（追焚き熱交換部）
１０ コントローラ（制御部）
１０Ｐ 設定水位受付部
１０Ｔ 設定温度受付部（浴槽設定温度受付部）
１１ メモリ
１２ タイマ
１６Ｔ 給水温度センサ
２３Ｔ 外気温度センサ
３０ 貯湯回路（沸き上げ回路）
３１ 沸き上げ往き路
３３ 沸き上げ戻り路
３４ 沸き上げポンプ（流量調節機構）
３５ 貯湯タンク
３８ 分岐部分（合流部分）
３９ タンク下端接続管（接続管）
４０ 追焚き回路
４１ 追焚き往き路
４３ 追焚き戻り路
４４ 追焚き循環ポンプ（流量調節機構）
５０ 給水給湯回路
５６ 風呂接続管（風呂戻り路）
６０ 風呂回路（風呂循環回路）
６１ 風呂往き路
６４ 風呂戻り路
６１Ｐ 風呂温度センサ
６１Ｔ 風呂水位センサ（浴槽水温検出部）
７０ 浴槽
１００ 貯湯式給湯装置
２００ 貯湯式給湯装置
２３７ 逆止弁（逆止機構）
３００ 貯湯式給湯装置
３４４ａ 接続管流量調節弁（流量調節機構、追焚き流量調節機構）
３４４ｂ 追焚き流量調節弁（流量調節機構、接続管流量調節機構）

特開２００９−５２７６０号公報

Claims (11)

1. ヒートポンプユニット（１）によって加熱して得られる温水を貯湯タンク（３５）に貯留しつつ浴槽（７０）に供給する貯湯式給湯装置（１００）であって、
   前記浴槽（７０）の温水を前記貯湯タンク（３５）の温水と熱交換させて追焚き加熱するための追焚き熱交換部（５）と、
   前記貯湯タンク（３５）の下端近傍から前記ヒートポンプユニット（１）まで延びている沸き上げ往き路（３１）と、前記ヒートポンプユニット（１）から前記貯湯タンク（３５）の上端近傍まで延びている沸き上げ戻り路（３３）と、を有しており、前記貯湯タンク（３５）と前記ヒートポンプユニット（１）との間を循環させて前記貯湯タンク（３５）の温水を沸き上げ加熱する沸き上げ回路（３０）と、
   前記貯湯タンク（３５）の上端近傍から前記追焚き熱交換部（５）まで延びている追焚き往き路（４１）と、前記追焚き熱交換部（５）から前記貯湯タンク（３５）の下端近傍まで延びている追焚き戻り路（４３）と、を有しており、前記貯湯タンク（３５）と前記追焚き熱交換部（５）との間を循環させる追焚き回路（４０）と、
   前記沸き上げ回路（３０）を流れる水の流量を調節可能な沸き上げポンプ（３４）と、
   前記追焚き回路（４０）を流れる水の流量を調節可能な追焚き循環ポンプ（４４）と、
   前記追焚き加熱および沸き上げ加熱が同時に行われる場合に、前記追焚き回路（４０）の流量よりも前記沸き上げ回路（３０）の流量の方が大きくなるように前記沸き上げポンプ（３４）の流量と前記追焚き循環ポンプ（４４）とを制御する制御部（１０）と、
   を備えた貯湯式給湯装置（１００、２００）。
2. 前記沸き上げ往き路（３１）と前記追焚き戻り路（４３）の合流部分（３８）と、前記貯湯タンク（３５）の下端近傍と、を接続する接続管（３９）をさらに備えた、
   請求項１に記載の貯湯式給湯装置（１００、２００）。
3. ヒートポンプユニット（１）によって加熱して得られる温水を貯湯タンク（３５）に貯留しつつ浴槽（７０）に供給する貯湯式給湯装置（３００）であって、
   前記浴槽（７０）の温水を前記貯湯タンク（３５）の温水と熱交換させて追焚き加熱するための追焚き熱交換部（５）と、
   前記貯湯タンク（３５）の下端近傍から前記ヒートポンプユニット（１）まで延びている沸き上げ往き路（３１）と、前記ヒートポンプユニット（１）から前記貯湯タンク（３５）の上端近傍まで延びている沸き上げ戻り路（３３）と、を有しており、前記貯湯タンク（３５）と前記ヒートポンプユニット（１）との間を循環させて前記貯湯タンク（３５）の温水を沸き上げ加熱する沸き上げ回路（３０）と、
   前記貯湯タンク（３５）の上端近傍から前記追焚き熱交換部（５）まで延びている追焚き往き路（４１）と、前記追焚き熱交換部（５）から前記貯湯タンク（３５）の下端近傍まで延びている追焚き戻り路（４３）と、を有しており、前記貯湯タンク（３５）と前記追焚き熱交換部（５）との間を循環させる追焚き回路（４０）と、
   前記沸き上げ往き路（３１）と前記追焚き戻り路（４３）の合流部分（３８）と、前記貯湯タンク（３５）の下端近傍と、を接続する接続管（３９）と、
   前記沸き上げ回路（３０）を流れる水の流量を調節可能な沸き上げポンプ（３４）と、
   前記追焚き回路（４０）の途中に設けられ、通過する温水の流量を調節可能な追焚き流量調節機構（３４４ａ）と、
   前記接続管（３９）の途中に設けられ、通過する温水の流量を調節可能な接続管流量調節機構（３４４ｂ）と、
   前記追焚き加熱および沸き上げ加熱が同時に行われる場合に、前記追焚き回路（４０）の流量よりも前記沸き上げ回路（３０）の流量の方が大きくなるように前記沸き上げポンプ（３４）の流量と前記追焚き流量調節機構（３４４ａ）における流量と前記接続管流量調節機構（３４４ｂ）における流量とを制御する制御部（１０）と、
   を備えた貯湯式給湯装置（３００）。
4. 前記浴槽（７０）の温水の温度を検出する浴槽水温検出部（６１Ｔ）と、
   前記浴槽（７０）の設定温度を受け付ける浴槽設定温度受付部（１０Ｔ）と、
   をさらに備え、
   前記制御部（１０）は、前記浴槽水温検出部（６１Ｔ）の検出温度が前記設定温度よりも所定判定温度値以上小さい場合に、前記追焚き加熱を開始する、
   請求項１から３のいずれか１項に記載の貯湯式給湯装置（１００、２００、３００）。
5. 前記浴槽（７０）から前記追焚き熱交換部（５）まで延びている風呂往き路（６１）と、前記追焚き熱交換部（５）から前記浴槽（７０）まで延びている風呂戻り路（６４、５６）と、を有しており、前記浴槽（７０）と前記追焚き熱交換部（５）との間を循環させる風呂循環回路（６０）をさらに備えた、
   請求項１から４のいずれか１項に記載の貯湯式給湯装置（１００、２００、３００）。
6. 前記制御部（１０）は、前記追焚き加熱が行われている状況で所定の条件を満たした場合に、同時に前記沸き上げ加熱を開始する、
   請求項１から５のいずれか１項に記載の貯湯式給湯装置（１００、２００、３００）。
7. 前記制御部（１０）は、前記追焚き循環ポンプ（４４）が駆動して前記追焚き加熱を開始するのに伴って前記沸き上げポンプ（３４）を駆動して前記沸き上げ加熱を開始させる、
   請求項１または２に記載の貯湯式給湯装置（１００、２００）。
8. 前記制御部（１０）は、前記追焚き循環ポンプ（４４）の調節流量が、前記沸き上げポンプ（３４）の調節流量の９０％以上となるように追従制御する、
   請求項１、２、６のいずれか１項に記載の貯湯式給湯装置（１００、２００）。
9. 前記接続管（３９）の途中には、前記接続管（３９）と前記貯湯タンク（３５）の下端近傍との接続部分から前記合流部分に向かう流れのみを許容する逆止機構（２３７）が設けられている、
   請求項１または２に記載の貯湯式給湯装置（２００）。
10. 前記貯湯タンク（３５）の横断面積は、１３００ｃｍ²以下であって、
    前記貯湯タンク（３５）の内容積は、１００リットル以上２００リットル以下である、
    請求項１から９のいずれか１項に記載の貯湯式給湯装置（１００、２００、３００）。
11. 前記ヒートポンプユニット（１）の作動冷媒が二酸化炭素冷媒である、
    請求項１から１０のいずれか１項に記載の貯湯式給湯装置（１００、２００、３００）。