JP2003056906A - 貯湯式給湯装置の通信制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 貯湯タンクＥＣＵ５とヒートポンプＥＣＵ６
との間の通信方式と浴室リモコン３または台所リモコン
４と貯湯タンクＥＣＵ５との間の通信方式とを分離する
ことにより、汎用性を向上させる。 【解決手段】 ヒートポンプ式給湯システムにおいて
は、浴室リモコン３または台所リモコン４との間でデー
タ通信を行う貯湯タンクＥＣＵ５の通信回路Ａと、ヒー
トポンプＥＣＵ６との間でデータ通信を行う貯湯タンク
ＥＣＵ５の通信回路Ｂとを分離した回路構成とすること
により、貯湯タンクＥＣＵ５との間でデータ通信を行う
ヒートポンプＥＣＵ６の通信回路Ｂをシンプルな構成で
実現することができる。すなわち、ヒートポンプＥＣＵ
６と貯湯タンクＥＣＵ５との間のデータ通信は伝送距離
または直流電源を供給する方式は必要はないため、簡素
な通信制御部（例えば通信回路Ｂ）で済み、コストも安
く済む。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、商用電源を用いて
水を湯に昇温させる熱源器、およびこの熱源器で生成さ
れた湯を貯湯する貯湯タンクを有する貯湯式給湯装置の
通信制御装置に関するもので、コントローラと貯湯タン
ク制御ユニットとの間のデータ通信、および貯湯タンク
制御ユニットと熱源器制御ユニットとの間のデータ通信
を行うことが可能な貯湯式給湯装置の通信制御装置に係
わる。

【０００２】

【従来の技術】従来より、商用電源により作動するヒー
トポンプユニット、およびこのヒートポンプユニットで
生成された湯を貯湯タンクを有する貯湯式給湯装置と、
この貯湯式給湯装置１に組み付けられる各アクチュエー
タを自動コントロールする電子制御ユニット（通信制御
装置）とを備えたヒートポンプ式給湯システム（貯湯式
給湯装置の通信制御装置）が知られている。なお、電子
制御ユニットは、貯湯タンク内の貯湯温度が目標温度と
なるようにヒートポンプユニットの運転状態を制御する
ヒートポンプ（ＨＰ）ＥＣＵ１０１と、貯湯式給湯装置
による貯湯タンクから浴室または台所への給湯状態を制
御する貯湯タンクＥＣＵ１０２と、ヒートポンプユニッ
トの運転スイッチ、および風呂または台所への給湯温度
を希望の温度に設定する給湯温度設定器を有する浴室リ
モコン１０３および台所リモコン１０４とを備えてい
る。

【０００３】ここで、貯湯タンクＥＣＵ１０２の通信制
御部としては、図１２に示したように、貯湯タンクＥＣ
Ｕ１０２内で生成された直流電源（ＤＣ１２Ｖ）によっ
て浴室リモコン１０３および台所リモコン１０４を給電
すると同時に、浴室リモコン１０３および台所リモコン
１０４との間の通信データを直流電源に重畳させること
により、通信線本数と電源線本数を２線で供給する直流
電源重畳方式の通信回路Ａが使用されている。また、ヒ
ートポンプＥＣＵ１０１の通信制御部も、同様にして、
通信回路Ａが使用されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところが、従来のヒー
トポンプ式給湯システムにおいては、貯湯タンクＥＣＵ
１０２と浴室リモコン１０３および台所リモコン１０４
との２線通信が浴室リモコン１０３および台所リモコン
１０４の直流電源（ＤＣ１２Ｖ）を供給し、また、貯湯
タンクＥＣＵ１０２と浴室リモコン１０３および台所リ
モコン１０４との間を結ぶ伝送線の伝送距離（２０ｍ
等）を考慮し、通信の放射ノイズや対ノイズイミニティ
を向上させるために、直流電源に通信データを変調（キ
ャリア周波数２００ｋＨｚ）する方法である。なお、ヒ
ートポンプユニットは、電動圧縮機が交流電源により作
動するため、直流電源を貯留タンクＥＣＵ１０２から供
給される必要はなく、また、伝送距離も５ｍ程度なの
で、通信データを変調する変調回路および通信データを
復調させる復調回路を具備した通信回路Ａの構成は必要
はない。

【０００５】また、貯湯タンクＥＣＵ１０２がホストの
ポーリングセレクション（ヒートポンプユニット→浴室
リモコン→台所リモコン→ヒートポンプユニット→）に
てデータ通信を行っているため、ヒートポンプユニット
または貯湯タンクを色々なメーカへ拡販する場合、例え
ば貯湯タンクと浴室リモコン１０３および台所リモコン
１０４はＡ社のものを採用し、ヒートポンプユニットは
Ｂ社に拡販し、これらを住宅で組み合わせる場合、Ａ社
独自またはＢ社独自のどちらかの通信方式を変更しなけ
ればならず、汎用性に問題があった。

【０００６】

【発明の目的】本発明は、コントローラと貯湯タンク制
御ユニットとの間の通信と貯湯タンク制御ユニットと熱
源器制御ユニットとの間の通信とを分離することによ
り、汎用性を向上させることを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】請求項１に記載の発明に
よれば、コントローラと貯湯タンク制御ユニットとの間
の通信と貯湯タンク制御ユニットと熱源器制御ユニット
との間の通信とを分離したことにより、新規開発部分
は、コントローラと貯湯タンク制御ユニットとの間の通
信制御部、あるいは貯湯タンク制御ユニットと熱源器制
御ユニットとの間の通信制御部のいずれか一方の通信制
御部のみに限定できることから汎用性を格段に向上する
ことができる。

【０００８】請求項２に記載の発明によれば、コントロ
ーラと貯湯タンク制御ユニットとの間の通信方式を、直
流電源に通信データを重畳する直流電源重畳方式とし、
貯湯タンク制御ユニットと熱源器制御ユニットとの間の
通信方式を、交流電源に通信データを重畳する交流電源
重畳方式としたことにより、貯湯タンク制御ユニットと
熱源器制御ユニットとの間のケーブル接続を、２線式の
電源ケーブルと２線式の通信ケーブルとの２回路必要で
あったものが、３線式の電源、通信共用ケーブルの１本
となるので、施工性を向上することができる。

【０００９】請求項３および請求項４に記載の発明によ
れば、コントローラと貯湯タンク制御ユニットとの間の
通信と貯湯タンク制御ユニットと熱源器制御ユニットと
の間の通信との分離を、貯湯タンク制御ユニットの同一
回路基板上で行う。具体的には、コントローラとの間で
データ通信を行う貯湯タンク制御ユニットの第１通信制
御部（例えば通信回路Ａ）と、熱源器制御ユニットとの
間でデータ通信を行う貯湯タンク制御ユニットの第２通
信制御部（例えば通信回路Ｂ）とを分離した回路構成と
することにより、貯湯タンク制御ユニットとの間でデー
タ通信を行う熱源器制御ユニットの通信制御部（例えば
通信回路Ｂ）をシンプルな構成で実現することができ
る。

【００１０】請求項５に記載の発明によれば、熱源器制
御ユニットまたは貯湯タンク制御ユニットに通信内容切
替回路を設けたことにより、その通信内容切替回路によ
って通信のキャリア周波数、通信データまたは通信プロ
トコルやアドレス等の通信の内容を切り替えることがで
きるので、現状の通信回路をそのまま流用することがで
き、汎用性を向上することができる。また、請求項６に
記載の発明によれば、通信内容切替回路を、熱源器制御
ユニットまたは貯湯タンク制御ユニットの回路基板に対
して脱着することが可能なＥＥＰＲＯＭまたはＥＰＲＯ
ＭまたはＰＲＯＭまたはフラッシュメモリとしたことに
より、ＥＥＰＲＯＭまたはＥＰＲＯＭまたはＰＲＯＭま
たはフラッシュメモリのみ変更すれば現状の通信回路を
そのまま流用することができる。

【００１１】請求項７に記載の発明によれば、ヒートポ
ンプユニットを、高圧側の冷媒圧力が冷媒の臨界圧力以
上となる超臨界ヒートポンプサイクルにより構成したこ
とにより、高圧側の冷媒圧力の上昇により電動圧縮機の
吐出部冷媒温度、つまり水−冷媒熱交換器の入口部冷媒
温度を１２０℃程度まで高めることができる。また、水
−冷媒熱交換器では、冷媒入口部から冷媒出口部に至る
冷媒流路の全長で冷媒と水との熱交換を行うことによ
り、９０℃程度の高温の貯湯タンク用温水を給湯でき
る。

【００１２】請求項８に記載の発明によれば、コントロ
ーラに、少なくとも熱源器の運転の開始または停止を指
示する運転スイッチ、貯湯タンク内の貯湯温度を希望の
温度に設定する貯湯温度設定器、および給湯箇所への給
湯温度を希望の温度に設定する給湯温度設定器を設置し
たことにより、給湯箇所に居ながら湯温、水位や風呂へ
の差し水差し湯等の好みに応じたコントロールを行うこ
とができる。

【００１３】

【発明の実施の形態】発明の実施の形態を実施例に基づ
き図面を参照して説明する。 ［第１実施形態の構成］図１ないし図７は本発明の第１
実施形態を示したもので、図１はヒートポンプ式給湯シ
ステムの概略構造を示した図で、図２は貯湯式給湯装置
の各アクチュエータを自動コントロールする電子制御ユ
ニットを示した図である。

【００１４】本実施形態のヒートポンプ式給湯システム
は、本発明の貯湯式給湯装置の通信制御装置に相当する
もので、ランニングコスト（料金）の安い夜間電力（深
夜電力）を使用して主に夜間に稼働される電気式温水器
を構成する貯湯式給湯装置１と、この貯湯式給湯装置１
に組み付けられる各アクチュエータを電気的に制御して
浴室または台所への給湯温度と風呂の自動湯張り（差し
湯）等を自動コントロールする電子制御ユニット（通信
制御装置）２とを備えている。

【００１５】貯湯式給湯装置１は、温水を加熱する熱源
ユニットとしてのヒートポンプユニット１０、およびこ
のヒートポンプユニット１０によって加熱された貯湯タ
ンク用温水（水道水等の給湯用温水）を貯留する貯湯タ
ンク１８を含む貯湯タンクユニット２０等から構成され
ている。ヒートポンプユニット１０は、本発明の熱源器
に相当するもので、電動圧縮機１１、二層構造の水−冷
媒熱交換器（放熱器）１２、電動式膨張弁１３および冷
媒蒸発器１４を順次冷媒配管により接続して構成された
ヒートポンプサイクル、および温水循環経路中に設置さ
れた電動ポンプ１７等から構成されている。

【００１６】電動圧縮機１１は、交流電源または交流電
源をインバータにて直流電源に変換してそれを再度スイ
ッチング等して作動する電動モータ（図示せず）によっ
て回転駆動されて、冷媒蒸発器１４より吸引した冷媒を
一時的に使用条件において臨界圧力以上まで圧縮して吐
出する電動式のコンプレッサである。また、電動式膨張
弁１３は、水−冷媒熱交換器１２から流出する冷媒を弁
開度に応じて減圧する減圧装置で、後記するヒートポン
プＥＣＵ６によって弁開度が電気的に制御される。

【００１７】そして、冷媒蒸発器１４は、電動式膨張弁
１３で減圧された冷媒を図示しないファンによって送風
される室外空気との熱交換によって蒸発気化させ、電動
圧縮機１１にガス冷媒を供給する。水−冷媒熱交換器１
２中の高圧側熱交換器１５は、電動圧縮機１１の吐出口
より吐出された高圧のガス冷媒と貯湯タンク用温水と熱
交換する冷媒流路管により構成されている。そして、水
−冷媒熱交換器１２は、図１に示したように、高圧側熱
交換器１５の一端面（放熱面の一方側の側面）に温水循
環経路の給湯用熱交換器（貯湯用熱交換器）１６の他端
面が熱交換可能に密着するように配置された二層の熱交
換構造となっている。

【００１８】ここで、ヒートポンプユニット１０は、冷
媒として例えば臨界温度の低い二酸化炭素（ＣＯ₂ ）等
を使用し、高圧側の冷媒圧力が冷媒の臨界圧力以上とな
る超臨界ヒートポンプユニットにより構成されている。
この超臨界ヒートポンプユニットでは、高圧側冷媒圧力
の上昇により高圧側熱交換器１５の入口部の冷媒温度
（電動圧縮機１１の吐出冷媒温度）を１２０℃程度まで
高めることができる。

【００１９】また、温水循環経路は、ヒートポンプユニ
ット１０によって加熱された貯湯タンク用温水を利用す
る貯湯タンク用温水循環回路であり、水−冷媒熱交換器
１２中の給湯用熱交換器１６、電動ポンプ（貯湯用ポン
プ）１７および貯湯タンク（貯湯槽）１８を順次貯湯タ
ンク用配管により接続して構成された貯湯タンク用温水
循環回路である。給湯用熱交換器１６は、高圧側熱交換
器１５の冷媒入口部から冷媒出口部に至る冷媒流路の全
長で冷媒と貯湯タンク用温水との熱交換を行うように構
成されている。このため、給湯用熱交換器１６の出口部
からは、給湯温度（６０℃〜９０℃程度）相当の高温の
貯湯タンク用温水を取り出すことができ、その高温の貯
湯タンク用温水を貯湯タンク１８に供給することができ
る。

【００２０】電動ポンプ１７は、水−冷媒熱交換器１２
中の給湯用熱交換器１６内で生成された湯を貯湯タンク
１８に循環供給する給水ポンプ（ウォータポンプ）で、
電動モータ（図示せず）の回転速度をコントロールする
ことによって、給湯用熱交換器１６から流出される給湯
温度を所望の温度（６０℃〜９０℃程度）になるように
制御する。

【００２１】貯湯タンクユニット２０は、ヒートポンプ
ユニット１０によって加熱された貯湯タンク用温水（水
道水等の給湯用温水）を貯留する貯湯タンク１８を有し
ている。その貯湯タンク１８は、給湯用熱交換器１６内
で加熱された貯湯タンク用温水を貯留するもので、タン
ク内容量は例えば３００リットルである。この貯湯タン
ク１８の底部には、貯湯タンク１８内に水道水等の利用
水を給水するための給水配管１９に接続する給水入口２
１、および電動ポンプ１７の入口部に接続するヒートポ
ンプ給水入口２２が設けられている。

【００２２】そして、貯湯タンク１８の天井部には、給
湯用熱交換器１６内で加熱された貯湯タンク用温水を流
入させるための温水入口２３が設けられている。また、
貯湯タンク１８の天井部には、温度調整弁（図示せず）
を設置した給湯配管２４に接続する給湯出口２５が設け
られている。その給湯配管２４は、貯湯タンク１８内か
らの給湯用温水を台所、洗面所や浴室等の給湯箇所へ給
湯する給湯供給管である。給湯配管２４の下流端には、
台所に設置される給水栓（蛇口、水栓とも言う）等の開
閉器具（図示せず）、および浴室に設置される給水栓
（蛇口、水栓とも言う）等の開閉器具（図示せず）が接
続されている。

【００２３】そして、温度調整弁は、給湯配管２４の途
中に設けられて、貯湯タンク１８内の高温の貯湯タンク
用温水と、図示しない給水配管からの低温の水道水との
混合比率を調整して所望の給湯温度の温水に調整するも
のである。この温度調整弁は、上記の混合比率を調整す
る弁体をモータ等のアクチュエータにより駆動するよう
になっており、温水の温度を検出する温度センサ（サー
ミスタ）の検出温度により弁体位置を自動調整して、温
水の温度が希望の給湯温度に維持されるように構成され
ている。

【００２４】電子制御ユニット２は、浴室（風呂）や台
所への給湯温度、風呂の水位（湯量）、風呂の自動湯張
り（風呂への差し水や差し湯）等の使用者の好みに応じ
たコントロールを行うための浴室リモートコントローラ
（以下浴室リモコンと呼ぶ）３および台所リモートコン
トローラ（以下台所リモコンと呼ぶ）４等からの通信信
号（通信データ）に基づいて、貯湯式給湯装置１の電動
圧縮機１１、電動ポンプ１７、温度調整弁およびその他
の電磁式開閉弁等のアクチュエータを自動コントロール
するものである。

【００２５】なお、本実施形態の電子制御ユニット２
は、図２に示したように、浴室リモコン３の通信回路Ａ
および台所リモコン４の通信回路Ａと貯湯タンクＥＣＵ
５の通信回路Ａとの間の通信と、貯湯タンクＥＣＵ５の
通信回路Ｂとヒートポンプ（ＨＰ）ＥＣＵ６の通信回路
Ｂとの間の通信とを分離している。浴室リモコン３およ
び台所リモコン４は、浴室の壁面および台所の壁面にそ
れぞれ設置されている。そして、浴室リモコン３および
台所リモコン４内の回路基板上には、貯湯タンクＥＣＵ
５との間でデータ通信を行うための通信回路（通信制御
部）Ａがそれぞれ搭載されている。

【００２６】浴室リモコン３および台所リモコン４の表
面（手動操作面）には、電動圧縮機１１および電動ポン
プ１７等のヒートポンプユニット１０の運転の開始また
は停止を指示する貯湯運転スイッチ（図示せず）、浴室
内の風呂または台所へ給湯する給湯温度を希望の温度に
設定する給湯温度設定器（図示せず）、風呂の自動湯張
り（差し湯）を指令する風呂自動スイッチ（図示せ
ず）、風呂の水位（湯量）を設定する湯量設定スイッチ
（図示せず）、優先状態や給湯温度等を表示する表示装
置（図示せず）が設けられている。

【００２７】貯湯タンクＥＣＵ５は、本発明の貯湯タン
ク制御ユニットに相当するもので、水−冷媒熱交換器１
２中の給湯用熱交換器１６で生成された湯を貯湯する貯
湯タンクユニット２０内に設置されており、貯湯された
湯を台所へ給湯したり、浴室内の風呂へ出湯したり、風
呂水位センサ等によって風呂の中の水位を検出し任意の
水位（湯量）または設定された給湯温度となるように温
度調整弁等の各アクチュエータを自動コントロールする
マイクロコンピュータ３０を、回路基板上に取り付けて
構成された電子制御ユニットである。マイクロコンピュ
ータ３０は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、Ｉ／Ｏポート等
の機能を有し、それ自体は周知の構造を持つ。

【００２８】貯湯タンクＥＣＵ５の回路基板上には、マ
イクロコンピュータ３０の他に、浴室リモコン３または
台所リモコン４との間でデータ通信を行う通信回路Ａ
と、ヒートポンプＥＣＵ６の通信回路Ｂとの間でデータ
通信を行う通信回路Ｂとが搭載されている。なお、給湯
温度センサや風呂水位センサ等の各種センサからのセン
サ信号は、貯湯タンクＥＣＵ５内の図示しない入力回路
によってＡ／Ｄ変換された後に、マイクロコンピュータ
３０に入力されるように構成されている。

【００２９】ヒートポンプＥＣＵ６は、本発明の熱源器
制御ユニットに相当するもので、ヒートポンプユニット
１０内に設置されて、水を湯（６０℃〜９０℃）に昇温
させるために、ヒートポンプユニット１０の出湯温度を
コントロールする電動ポンプ１７の回転速度、電動圧縮
機１１の吐出口より吐出される高圧側の冷媒温度を１２
０℃程度とするようにヒートポンプユニット１０の電動
圧縮機１１の回転速度、および電動式膨張弁１３の弁開
度を自動コントロールするマイクロコンピュータ４０
を、回路基板上に取り付けて構成された電子制御ユニッ
トである。マイクロコンピュータ４０は、ＣＰＵ、ＲＯ
Ｍ、ＲＡＭ、Ｉ／Ｏポート等の機能を有し、それ自体は
周知の構造を持つ。

【００３０】このヒートポンプＥＣＵ６の回路基板上に
は、マイクロコンピュータ４０の他に、貯湯タンクＥＣ
Ｕ５との間でデータ通信を行う通信回路Ｂが搭載されて
いる。なお、ヒートポンプユニット１０に装着された冷
媒温度センサや冷媒圧力センサ等の各種センサからのセ
ンサ信号は、ヒートポンプＥＣＵ６内の図示しない入力
回路によってＡ／Ｄ変換された後に、マイクロコンピュ
ータ４０に入力されるように構成されている。

【００３１】ここで、図３は貯湯タンクＥＣＵ５の通信
回路Ａを示した図で、図２の貯湯タンクＥＣＵ５内で生
成された直流電源（ＤＣ１２Ｖ）を浴室リモコン３およ
び台所リモコン４へ送ると同時に、通信データを直流電
源に重畳させることにより、通信線本数と電源線本数と
を２線で供給する直流電源重畳方式である。なお、通信
データがある場合のみキャリア周波数が振幅する帯域伝
送方式（振幅変調方式）の例で説明する。

【００３２】貯湯タンクＥＣＵ５の第１通信制御部とし
ての通信回路Ａは、図３に示したように、データ通信の
ための送信データ（ディジタル情報）を生成する送信回
路３１と、データ通信のための送信データ（ディジタル
情報）を通信データ（アナログ信号）に変調させる変調
回路３２と、搬送波（キャリア）と呼ばれる正弦波信号
のキャリア周波数を生成するキャリア生成回路３３と、
得られた振幅変調の通信データを直流電源に重畳させる
直流重畳回路３４と、振幅変調された通信データ（アナ
ログ信号）を受信データ（ディジタル情報）に復調させ
る復調回路３５と、復調された受信データ（ディジタル
情報）をマイクロコンピュータ３０で読み込ませるため
の受信回路３６とから構成されている。なお、送信回路
３１、変調回路３２およびキャリア生成回路３３によっ
て送信部分が構成され、復調回路３５および受信回路３
６によって受信部分が構成されている。

【００３３】そして、キャリア生成回路３３のキャリア
周波数の基準クロックは、マイクロコンピュータ３０の
ＣＰＵから例えば２００ｋＨｚのクロックを送信して生
成しても良いし、キャリア周波数専用のクロックで生成
しても良い。直流重畳回路３４は、コンデンサにより直
流成分をカットさせるコンデンサカップリング方式でも
良いし、トランスにより絶縁を行ったトランス方式でも
良い。このようにしてデータを変調し、直流電源に重畳
することができる。復調回路３５は、キャリア周波数の
み除去できるバンドパスフィルターから構成されてい
る。受信回路３６は、通常トランジスタ等で構成される
バッファ回路にて構成されている。なお、浴室リモコン
３または台所リモコン４の通信回路Ａも同様な構成であ
る。

【００３４】ここで、図４は通信回路Ａと通信回路Ａと
は別の通信回路Ｂとを搭載した貯湯タンクＥＣＵ５の通
信制御部を示した図である。この貯湯タンクＥＣＵ５の
第２通信制御部としての通信回路Ｂは、図４に示したよ
うに、データ通信のための送信データ（ディジタル情
報）を生成する送信回路３７と、データ通信された受信
データ（ディジタル情報）をマイクロコンピュータ３０
で読み込ませるための受信回路３８とから構成されてい
る。なお、図４ではマイクロコンピュータの通信データ
は通信回路Ａと通信回路Ｂとは共通であるが、通信速
度、通信プロトコルの関係上、図４に破線で示したよう
に、マイクロコンピュータ３０のＩ／Ｏポートから分離
しても同様である。

【００３５】ここで、図５はヒートポンプＥＣＵ６の通
信回路Ｂを示した図である。このヒートポンプＥＣＵ６
の通信制御部としての通信回路Ｂは、貯湯タンクＥＣＵ
５の通信回路Ｂとデータ通信を行う通信制御部で、図５
に示したように、データ通信のための送信データ（ディ
ジタル情報）を生成する送信回路４７と、データ通信さ
れた受信データ（ディジタル情報）をマイクロコンピュ
ータ４０で読み込ませるための受信回路４８とから構成
されている。

【００３６】図６は貯湯タンクＥＣＵ５の通信回路Ｂお
よびヒートポンプＥＣＵ６の通信回路Ｂの具体例を示し
た図で、シリアル伝送方式（直列伝送方式）の例を示
す。貯湯タンクＥＣＵ５側の通信回路Ｂの送信回路３７
は、ＮＰＮトランジスタまたはＰＮＰトランジスタを組
み合わせたもので、シンプルな構成で実現できる。ま
た、通信回路Ｂの受信回路３８は、ＮＰＮトランジスタ
で構成される。この受信回路３８は、貯湯タンクＥＣＵ
５がホストの場合を想定しているが、ヒートポンプＥＣ
Ｕ６がホストの場合は全く逆の構成にしても構わない。

【００３７】また、貯湯タンクＥＣＵ５に対して相手側
のヒートポンプＥＣＵ６の通信回路Ｂの送信回路４７お
よび受信回路４８は、貯湯タンクＥＣＵ５側の直流電源
をカットする目的で、フォトトランジスタとフォトダイ
オードとを組み合わせたフォトカプラで絶縁をとる構成
となっているが、これは基本的にノイズ耐性を向上させ
る目的である。特に問題がない場合は、絶縁を行わなく
ても良く、その場合は貯湯タンクＥＣＵ５の通信回路Ｂ
と同じ構成でも全く構わない。

【００３８】［第１実施形態の作用］次に、本実施形態
のヒートポンプ式給湯システムの作用を図１および図２
に基づいて簡単に説明する。

【００３９】浴室の壁面または台所の壁面にそれぞれ設
置された浴室リモコン３または台所リモコン４により貯
湯運転の開始が指令されると、浴室リモコン３または台
所リモコン４の通信回路Ａから貯湯タンクＥＣＵ５の通
信回路Ａへデータ通信が行われ、また、貯湯タンクＥＣ
Ｕ５の通信回路ＢからヒートポンプＥＣＵ６の通信回路
Ｂへデータ通信が行われて、ヒートポンプタンクＥＣＵ
６の制御信号によりヒートポンプユニット１０の電動圧
縮機１１、および貯湯タンクＥＣＵ５により台所への給
湯、風呂への出湯の温度コントロールがなされる。

【００４０】このとき、浴室リモコン３または台所リモ
コン４の表示装置には貯湯運転中であることを表示する
視覚表示が成される。これにより、先ずヒートポンプユ
ニット１０では、電動圧縮機１１の作動によって冷媒が
循環する。これにより、電動圧縮機１１が冷媒を圧縮す
ることにより１２０℃程度まで高められた冷媒は、水−
冷媒熱交換器１２の高圧側熱交換器１５内に流入し、給
湯用熱交換器１６内を循環する流量を電動ポンプ１７が
変更し、所望の温度（６０℃〜９０℃程度）に加熱す
る。

【００４１】一方、温水循環経路においては、給水配管
１９により水道水が貯湯タンク１８の下部に供給され、
貯水される。そして、貯湯タンク１８の下部の貯湯タン
ク用温水が電動ポンプ１７の作動により、ヒートポンプ
ユニット１０の水−冷媒熱交換器１２の中の給湯用熱交
換器１６に流入し、６５℃〜９０℃程度に昇温された湯
が貯湯タンク１８の上部に還流して貯湯される。

【００４２】浴室リモコン３または台所リモコン４の給
湯温度設定スイッチにより使用者の希望する給湯温度が
設定された後に、浴室または台所に設置された給水栓等
の開閉器具を操作すると、浴室リモコン３または台所リ
モコン４の通信回路Ａから貯湯タンクＥＣＵ５の通信回
路Ａへデータ通信が行われて、貯湯タンクＥＣＵ５の制
御信号により温度調整弁が制御され、風呂への出湯また
は台所への給湯が開始される。すなわち、貯湯タンク１
８内に貯湯された高温の給湯用温水は、給湯配管２４の
途中に設置された温度調整弁によって、給水配管からの
低温の水道水と混合されて、浴室リモコン３または台所
リモコン４の給湯温度設定スイッチにより設定された目
標の給湯温度の温水となり、その後に、台所のシンクタ
ンク等に給湯、あるいは浴室の風呂内に出湯される。

【００４３】［第１実施形態の特徴］一般的に、ヒート
ポンプユニットを貯湯タンクメーカ（給湯器本体を製作
するメーカ）へ外販する場合、従来の方法であると、図
１２に示したように、貯湯タンクＥＣＵとリモコンとヒ
ートポンプＥＣＵが共通の通信回路Ａで接続されている
ために、汎用性が悪い。例えば貯湯タンク内の貯湯タン
クＥＣＵとリモコンもセットで貯湯タンク１８、給湯装
置本体を製造する貯湯タンクメーカ（Ａ社、Ｂ社、Ｃ社
……）に供給しなければならず、特にリモコン等はメー
カの顔となる部分であるにも関わらず、同じリモコンを
使用しなければならないという問題があった。

【００４４】また、逆に貯湯タンクメーカが各社独自の
リモコンを使用する場合、ヒートポンプＥＣＵの通信方
式を各社独自の通信方式に合わせなければならず、ヒー
トポンプユニットの機能は同じであるにも関わらず、通
信方式の違いのみでヒートポンプＥＣＵの通信回路を各
社個々（個別）に開発する必要が有るという問題があっ
た。

【００４５】以上のように、本実施形態のヒートポンプ
式給湯システムにおいては、図７に示したように、貯湯
タンクＥＣＵ５とヒートポンプＥＣＵ６との間の通信方
式と、浴室リモコン３または台所リモコン４と貯湯タン
クＥＣＵ５との間の通信方式とを分離（独立）すること
により、すなわち、浴室、台所リモコン３、４と貯湯タ
ンクＥＣＵ５との間の通信回路Ａと貯湯タンクＥＣＵ５
とヒートポンプＥＣＵ６との間の通信回路Ｂとを変更す
ることにより、汎用性を向上させ、拡販先の各社と共通
なヒートポンプＥＣＵ６と貯湯タンクＥＣＵ５との間の
通信回路Ｂを構築することで、新規開発部分は貯湯タン
クＥＣＵ５のヒートポンプＥＣＵ６と接続する通信回路
Ｂのみに限定されることから、汎用性を格段に向上させ
ることができる。

【００４６】また、本実施形態のヒートポンプ式給湯シ
ステムにおいては、貯湯タンクＥＣＵ５とヒートポンプ
ＥＣＵ６との間の通信方式と浴室リモコン３または台所
リモコン４と貯湯タンクＥＣＵ５との間の通信方式との
分離を、貯湯タンクＥＣＵ５の同一回路基板上で行って
いる。具体的には、浴室リモコン３または台所リモコン
４との間でデータ通信を行う貯湯タンクＥＣＵ５の通信
回路Ａと、ヒートポンプＥＣＵ６との間でデータ通信を
行う貯湯タンクＥＣＵ５の通信回路Ｂとを分離した回路
構成とすることにより、貯湯タンクＥＣＵ５との間でデ
ータ通信を行うヒートポンプＥＣＵ６の通信回路Ｂをシ
ンプルな構成で実現することができる。

【００４７】すなわち、ヒートポンプＥＣＵ６と貯湯タ
ンクＥＣＵ５との間のデータ通信は伝送距離または直流
電源を供給する方式は必要はないため、簡素な構成の通
信回路Ｂで済む。つまりヒートポンプＥＣＵ６は、直流
重畳方式の変調回路および復調回路は必要が無いので、
トータル上のコストも安く済む。以上のように、貯湯タ
ンクＥＣＵ５とヒートポンプＥＣＵ６との間の通信方式
と、浴室リモコン３または台所リモコン４と貯湯タンク
ＥＣＵ５との間の通信方式とを分離することにより、汎
用性が向上し、コスト上非常に有利なものとなる。ま
た、ヒートポンプＥＣＵ６と貯湯タンクＥＣＵ５とが振
幅変調する必要がないためノイズ対策上も有利である。

【００４８】［第２実施形態］図８ないし図１０は本発
明の第２実施形態を示したもので、図８は貯湯式給湯装
置を示した図、図９はヒートポンプＥＣＵおよびヒート
ポンプＥＣＵの通信回路Ｂを示した図で、図１０は貯湯
タンクＥＣＵおよびヒートポンプＥＣＵの通信回路Ｂの
具体例を示した回路図である。

【００４９】本実施形態では、ヒートポンプユニット１
０が貯湯タンク１８側からヒートポンプユニット１０の
商用電源（ＡＣ２００Ｖ：以下ＡＣ電源と言う）を供給
するため、このＡＣ電源に通信データを重畳させるよう
にしている。ヒートポンプＥＣＵ６の通信制御部として
の通信回路Ｂは、マイクロコンピュータ５０のＣＰＵか
らの送信データのインターフェース回路である送信回路
５１と、送信データをＡＣ電源を絶縁をとるための絶縁
回路５２と、通信データをＡＣ電源に重畳させるための
ＡＣ電源重畳回路５３と、貯湯タンク１８側からヒート
ポンプユニット１０に供給されるＡＣ電源である交流電
源回路５４と、ＡＣ電源に重畳された通信データを分離
し、絶縁を行う絶縁回路５５と、受信データをマイクロ
コンピュータ５０のＣＰＵと接続するインターフェース
回路である受信回路５６とから構成されている。

【００５０】第２実施形態のメリットとしては、第１実
施形態のメリットとは別に、貯湯タンク１８とヒートポ
ンプユニット１０との接続が電源供給とデータ通信のケ
ーブル接続を、電源供給専用の電源ケーブル（電源線）
９１とデータ通信専用の通信ケーブル（通信線）９２と
の２回路必要となるものが、３線の電源、通信ケーブル
９３の１本のみとなるため、住宅に貯湯式給湯装置（本
給湯システム）を設置する際の施工性が向上するという
メリットが増える。また、現状の通信回路Ａと第１実施
形態の通信回路Ａでは電源ケーブル９１と通信ケーブル
９２とが誤接続することにより、ヒートポンプユニット
１０側の故障が発生するという問題があったが、第２実
施形態のように１本の電源、通信ケーブル９３を用いて
貯湯タンク１８とヒートポンプユニット１０とを接続す
れば、電源ケーブル９１と通信ケーブル９２との誤接続
の問題も無くなるというメリットがでてくる。

【００５１】［第３実施形態］図１１は本発明の第３実
施形態を示したもので、図１１は貯湯タンクＥＣＵおよ
びヒートポンプＥＣＵの通信回路Ａを示した図である。

【００５２】現状の貯湯タンクＥＣＵおよびヒートポン
プＥＣＵの通信回路Ａは直流電源重畳方式を使用してい
るが、現状の通信回路Ａをそのまま流用してデータ通信
を行う場合には、図１１の構成を用いて、貯湯タンクＥ
ＣＵ５とヒートポンプＥＣＵ６との間のデータ通信と、
浴室リモコン３または台所リモコン４と貯湯タンクＥＣ
Ｕ５との間のデータ通信とを行うようにしても良い。こ
の場合には、ヒートポンプＥＣＵ６の通信回路Ａは、デ
ータ通信のための送信データ（ディジタル情報）を生成
する送信回路６１と、データ通信のための送信データ
（ディジタル情報）を通信データ（アナログ信号）に変
調させる変調回路６２と、搬送波（キャリア）と呼ばれ
る正弦波信号のキャリア周波数を生成するキャリア生成
回路６３と、得られた振幅変調の通信データを直流電源
（ＤＣ１２Ｖ）に重畳させる直流重畳回路６４と、振幅
変調された通信データ（アナログ信号）を受信データ
（ディジタル情報）に復調させる復調回路６５と、復調
された受信データ（ディジタル情報）をマイクロコンピ
ュータ６０で読み込ませるための受信回路６６と、デー
タ通信の内容を切り替えるための通信内容切替回路６７
とから構成する。

【００５３】例えばキャリア周波数が異なる場合は、キ
ャリア生成回路６３のキャリア周波数を生成しているマ
イクロコンピュータ６０のＣＰＵのクロック周波数を通
信内容切替回路６７で切り替えて、ＣＰＵからのクロッ
ク周波数を変更する。通信内容切替回路６７は、ＤＩＰ
スイッチにて予め決められた値（例えば１５０ｋＨｚ、
２００ｋＨｚ、２５０ｋＨｚ等）で切り替えても良い。
また、ＥＥＰＲＯＭ等のメモリの値を変更しても良い。
但し、復調回路６５のフィルター定数はその都度変更し
なければならないのは当然のことである。また、基本的
な通信プロトコルやデータやアドレス等のソフト上の内
容は、通信内容切替回路６７にて（ＥＥＰＲＯＭ）変更
できるようにしても良い。この場合は、ＥＥＰＲＯＭの
み変更すれば良く、対応は比較的に容易となる。以上の
ような構成で対応できる場合は、図１１の構成を採用す
ることで、汎用性を向上させるようにしても良い。

【００５４】［他の実施形態］本実施形態では、熱源器
として臨界温度の低い二酸化炭素（ＣＯ₂ ）を冷媒とす
るヒートポンプユニット１０を使用した例を説明した
が、熱源器としてＲ２２を冷媒とするヒートポンプユニ
ットを使用しても良く、商用電源により動作する電気ヒ
ータ等の熱源器を使用しても良い。

【００５５】本実施形態では、コントローラとして浴室
の壁面に設置した浴室リモコン（浴室リモートコントロ
ーラ）３、および台所の壁面に設置した台所リモコン
（台所リモートコントローラ）４の両方を使用した例を
説明したが、いずれか一方のみでも良く、また、コント
ローラとして洗面所の壁面に設置した洗面所リモートコ
ントローラを設けても良い。

【００５６】本実施形態では、本発明を、各種ケーブル
を用いる有線伝送技術（ディジタル伝送方式またはアナ
ログ伝送方式）を用いた貯湯式給湯装置の通信制御装置
を使用した例を説明したが、本発明を、マイクロ波等を
用いる無線伝送方式または光ファイバケーブル伝送方式
を用いた貯湯式給湯装置の通信制御装置を使用しても良
い。

【図面の簡単な説明】

【図１】ヒートポンプ式給湯システムの概略構造を示し
た構成図である（第１実施形態）。

【図２】貯湯式給湯装置の各アクチュエータを自動コン
トロールする電子制御ユニットを示したブロック図であ
る（第１実施形態）。

【図３】貯湯タンクＥＣＵの通信回路Ａを示したブロッ
ク図である（第１実施形態）。

【図４】貯湯タンクＥＣＵの通信回路Ｂを示したブロッ
ク図である（第１実施形態）。

【図５】ＨＰタンクＥＣＵの通信回路Ｂを示したブロッ
ク図である（第１実施形態）。

【図６】貯湯タンクＥＣＵおよびヒートポンプＥＣＵの
通信回路Ｂの具体例を示した回路図である（第１実施形
態）。

【図７】貯湯式給湯装置の各アクチュエータを自動コン
トロールする電子制御ユニットを示したブロック図であ
る（第１実施形態）。

【図８】貯湯式給湯装置の各アクチュエータを自動コン
トロールする電子制御ユニットを示したブロック図であ
る（第２実施形態）。

【図９】貯湯タンクＥＣＵおよびヒートポンプＥＣＵの
通信回路Ｂを示したブロック図である（第２実施形
態）。

【図１０】貯湯タンクＥＣＵおよびヒートポンプＥＣＵ
の通信回路Ｂの具体例を示した回路図である（第２実施
形態）。

【図１１】貯湯タンクＥＣＵおよびヒートポンプＥＣＵ
の通信回路Ａを示したブロック図である（第３実施形
態）。

【図１２】貯湯式給湯装置の各アクチュエータを自動コ
ントロールする電子制御ユニットを示した構成図である
（従来の技術）。

【符号の説明】

１ 貯湯式給湯装置 ２ 電子制御ユニット（通信制御装置） ３ 浴室リモコン ４ 台所リモコン ５ 貯湯タンクＥＣＵ（貯湯タンク制御ユニット） ６ ヒートポンプＥＣＵ（熱源器制御ユニット） １０ ヒートポンプユニット（熱源器） １１ 電動圧縮機 １２ 水−冷媒熱交換器（放熱器） １７ 電動ポンプ（貯湯用ポンプ） １８ 貯湯タンク ２０ 貯湯タンクユニット

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】（ａ）商用電源を用いて水を湯に昇温させ
   る熱源器、およびこの熱源器で生成された湯を貯湯する
   貯湯タンクを有する貯湯式給湯装置と、 （ｂ）前記熱源器に設けられて、前記熱源器の運転状態
   を制御する熱源器制御ユニットと、 （ｃ）前記貯湯タンクに設けられて、前記貯湯タンク内
   に貯湯された湯の給湯状態を制御すると共に、前記熱源
   器制御ユニットとの間でデータ通信を行う貯湯タンク制
   御ユニットと、 （ｄ）給湯箇所に設けられて、前記熱源器制御ユニット
   または前記貯湯タンク制御ユニットとの間でデータ通信
   を行うコントローラとを備えた貯湯式給湯装置の通信制
   御装置において、 前記コントローラと前記貯湯タンク制御ユニットとの間
   の通信と前記貯湯タンク制御ユニットと前記熱源器制御
   ユニットとの間の通信とを分離することを特徴とする貯
   湯式給湯装置の通信制御装置。
2. 【請求項２】請求項１に記載の貯湯式給湯装置の通信制
   御装置において、 前記コントローラと前記貯湯タンク制御ユニットとの間
   の通信方式は、直流電源に通信データを重畳する直流電
   源重畳方式であり、 前記貯湯タンク制御ユニットと前記熱源器制御ユニット
   との間の通信方式は、交流電源に通信データを重畳する
   交流電源重畳方式であることを特徴とする貯湯式給湯装
   置の通信制御装置。
3. 【請求項３】請求項１または請求項２に記載の貯湯式給
   湯装置の通信制御装置において、 前記コントローラと前記貯湯タンク制御ユニットとの間
   の通信と前記貯湯タンク制御ユニットと前記熱源器制御
   ユニットとの間の通信との分離を、前記貯湯タンク制御
   ユニットの同一回路基板上で行うことを特徴とする貯湯
   式給湯装置の通信制御装置。
4. 【請求項４】請求項３に記載の貯湯式給湯装置の通信制
   御装置において、 前記貯湯タンク制御ユニットは、前記コントローラとの
   間でデータ通信を行う第１通信制御部、および前記熱源
   器制御ユニットとの間でデータ通信を行う第２通信制御
   部を有し、 前記第１通信制御部と前記第２通信制御部とを分離した
   回路構成とすることを特徴とする貯湯式給湯装置の通信
   制御装置。
5. 【請求項５】（ａ）商用電源を用いて水を湯に昇温させ
   る熱源器、およびこの熱源器で生成された湯を貯湯する
   貯湯タンクを有する貯湯式給湯装置と、 （ｂ）前記熱源器に設けられて、前記熱源器の運転状態
   を制御する熱源器制御ユニットと、 （ｃ）前記貯湯タンクに設けられて、前記貯湯タンク内
   に貯湯された湯の給湯状態を制御すると共に、前記熱源
   器制御ユニットとの間でデータ通信を行う貯湯タンク制
   御ユニットと、 （ｄ）給湯箇所に設けられて、前記熱源器制御ユニット
   または前記貯湯タンク制御ユニットとの間でデータ通信
   を行うコントローラとを備えた貯湯式給湯装置の通信制
   御装置において、 前記熱源器制御ユニットまたは前記貯湯タンク制御ユニ
   ットは、通信のキャリア周波数、通信データまたは通信
   プロトコルやアドレス等の通信の内容を切り替えること
   が可能な通信内容切替回路を有することを特徴とする貯
   湯式給湯装置の通信制御装置。
6. 【請求項６】請求項５に記載の貯湯式給湯装置の通信制
   御装置において、 前記通信内容切替回路は、前記熱源器制御ユニットまた
   は前記貯湯タンク制御ユニットの回路基板に対して脱着
   することが可能なＥＥＰＲＯＭまたはＥＰＲＯＭまたは
   ＰＲＯＭまたはフラッシュメモリであることを特徴とす
   る貯湯式給湯装置の通信制御装置。
7. 【請求項７】請求項１ないし請求項６のうちいずれかに
   記載の貯湯式給湯装置の通信制御装置において、 前記熱源器は、交流電源が供給されて冷媒を圧縮する電
   動圧縮機、およびこの電動圧縮機の吐出口より吐出され
   た高圧側の冷媒と貯湯タンク用温水とを熱交換する水−
   冷媒熱交換器を有するヒートポンプユニットであり、 前記ヒートポンプユニットは、高圧側の冷媒圧力が冷媒
   の臨界圧力以上となる超臨界ヒートポンプサイクルによ
   り構成されており、 前記熱源器制御ユニットは、前記貯湯タンク内の貯湯温
   度が目標温度となるように前記電動圧縮機の運転状態を
   制御するヒートポンプ制御ユニットであることを特徴と
   する貯湯式給湯装置の通信制御装置。
8. 【請求項８】請求項１ないし請求項７のうちいずれかに
   記載の貯湯式給湯装置の通信制御装置において、 前記コントローラは、少なくとも前記熱源器の運転の開
   始または停止を指示する運転スイッチ、前記貯湯タンク
   内の貯湯温度を希望の温度に設定する貯湯温度設定器、
   および前記給湯箇所への給湯温度を希望の温度に設定す
   る給湯温度設定器を有することを特徴とする貯湯式給湯
   装置の通信制御装置。