JP2000121160A - 貯湯式の給湯熱源装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 貯湯タンク内に十分な貯湯量を確保しなが
ら、外部放熱部における放熱を的確に行うことができる
貯湯式の給湯熱源装置を提供する点にある。 【解決手段】 貯湯タンク１内に湯水が温度成層を形成
して貯湯されるように湯水を加熱する加熱手段Ｋと、貯
湯タンク１内の上部の湯水を給湯する給湯路６と、貯湯
タンク１内の湯水を外部放熱部Ｈに循環供給する循環供
給手段Ｊとが設けられた貯湯式の給湯熱源装置であっ
て、貯湯タンク１内における湯水の温度成層の形成状態
が高温部分の形成範囲が設定値よりも下方である余剰貯
湯状態であるか否かを検出する余剰貯湯状態検出手段１
１が設けられ、制御手段Ｓが、余剰貯湯状態検出手段１
１の検出情報に基づいて、余剰貯湯状態を維持するよう
に、加熱手段Ｋおよび循環供給手段Ｊの作動を制御する
ように構成されている貯湯式の給湯熱源装置。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、貯湯タンクと、そ
の貯湯タンク内に湯水が温度成層を形成して貯湯される
ように湯水を加熱する加熱手段と、前記貯湯タンク内の
上部の湯水を給湯する給湯路と、前記貯湯タンク内の湯
水を外部放熱部に循環供給する循環供給手段と、前記加
熱手段および前記循環供給手段の作動を制御する制御手
段とが設けられた貯湯式の給湯熱源装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】上記のような貯湯式の給湯熱源装置は、
貯湯タンク内に温度成層を形成して湯水が貯湯されるよ
うに加熱手段にて加熱し、貯湯タンク内の上部の湯水を
給湯路を介して給湯するとともに、貯湯タンク内の湯水
を外部放熱部に循環供給することにより、比較的小型の
加熱手段を用いて貯湯タンク内に温度成層を形成して湯
水を貯湯し、その貯湯された湯水を給湯および外部放熱
部にて有効利用することができるものである。

【０００３】そして、従来、貯湯タンクの底部から取り
出した湯水を加熱手段にて加熱したのち、その温水を貯
湯タンクの上部に供給するように連絡水管が設けられ、
この連絡水管の途中部には、貯湯タンク内の湯水を加熱
するための熱交換部と外部放熱部とが兼用するように設
けられ、給湯するときには、貯湯タンクの底部から取り
出した湯水を加熱手段にて加熱したのち、その温水を貯
湯タンクの上部に供給して温度成層を形成して貯湯しな
がら給湯し、外部放熱部にて放熱を行うときには、外部
放熱部に供給される熱媒を加熱手段にて加熱して放熱す
るようにしているものがあった（例えば、実開昭５６−
３４２４９号公報参照）。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
ものでは、給湯されるときにのみ貯湯タンクへの貯湯が
行われるために、給湯開始時に貯湯タンク内に十分な貯
湯量がなければ、貯湯タンク内の貯湯量が給湯量に追い
つかなくなり、湯切れが生じる虞があった。また、上述
の湯切れを防止するためには、予め給湯に必要な貯湯量
よりも設定量だけ多い余剰貯湯量になるように、加熱手
段を作動させることが考えられるが、余剰貯湯されてい
る湯が給湯されなければ、湯が利用されずに冷めて無駄
になる虞があった。

【０００５】本発明は、かかる点に着目してなされたも
のであり、その目的は、貯湯タンク内に十分な貯湯量を
確保しながら、その貯湯されている湯を有効に利用する
ことができる貯湯式の給湯熱源装置を提供する点にあ
る。

【０００６】

【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
に、請求項１に記載の発明によれば、貯湯タンク内にお
ける湯水の温度成層の形成状態が高温部分の形成範囲が
設定値よりも下方である余剰貯湯状態であるか否かを検
出する余剰貯湯状態検出手段が設けられ、制御手段が、
余剰貯湯状態検出手段の検出情報に基づいて、余剰貯湯
状態を維持するように、加熱手段および循環供給手段の
作動を制御するように構成されている。したがって、貯
湯タンク内における湯水の温度成層の形成状態が余剰貯
湯状態を検出すると、その余剰に貯湯されている湯を外
部放熱部における熱源として利用することができるの
で、貯湯タンク内に十分な貯湯量が確保されるようにし
て、すなわち、余剰貯湯状態になるようにして、貯湯タ
ンク内の湯を利用して外部放熱部における放熱を行うこ
とができる。

【０００７】請求項２に記載の発明によれば、循環供給
手段が、貯湯タンク内の上部の湯水を取り出して、貯湯
タンクの底部に戻す形態で湯水を循環させるように構成
されている。つまり、貯湯タンク内の上部に貯湯されて
いる湯水を取り出して、この湯水を加熱することなく、
外部放熱部における熱源として利用して、その放熱され
た湯水を貯湯タンクの底部に戻すので、余剰貯湯状態に
ある貯湯タンク内の湯水の熱量を無駄なく利用すること
ができ、貯湯タンク内における温水の温度成層の形成状
態を乱すこともなく、外部放熱部における放熱をより確
実に行うことができる。

【０００８】

【発明の実施の形態】本発明にかかる貯湯式の給湯熱源
装置をエンジンヒートポンプ式冷暖房給湯システムに適
応した例を図面に基づいて説明する。このエンジンヒー
トポンプ式冷暖房給湯システムは、図１に示すように、
室内の冷暖房をするエンジンヒートポンプ式冷暖房装置
Ｃが設けられ、このエンジンヒートポンプ式冷暖房装置
Ｃのエンジン排熱およびヒートポンプ式冷暖房における
排熱、ならびに、補助熱源を利用しながら貯湯タンク１
内の湯水を加熱する加熱手段としての加熱部Ｋ、貯湯タ
ンク１内の湯を利用して放熱する外部放熱部Ｈのそれぞ
れが貯湯タンク１内の湯水を循環するための循環路２に
設けられ、循環ポンプ３を作動させて貯湯タンク１内の
湯水を循環路２にて循環するようにしている。そして、
エンジンヒートポンプ式冷暖房装置Ｃの運転、加熱部Ｋ
および循環ポンプ３などの動作を制御する制御手段とし
ての制御装置Ｓが設けられている。

【０００９】前記貯湯タンク１には、その底部から貯湯
タンク１に水道水圧を用いて給水する給水路４が接続さ
れ、その上部から風呂場や台所などの給湯栓５に給湯す
る給湯路６が接続され、給湯栓５で使用された量だけの
水を給水路４から貯湯タンク１に給水するようにしてい
る。また、循環路２を通流する湯水を貯湯タンク１内に
戻す、または、貯湯タンク１内の湯水を循環路２に取り
出すために、循環路２と貯湯タンク１とが、貯湯タンク
１の上部、中間部、底部の３箇所で連通接続されてい
る。

【００１０】つまり、貯湯タンク１の上部には、循環路
２と貯湯タンク１とを接続する上部接続路７ａと、循環
路２と上部接続路７ａとの接続箇所に上部用三方弁７ｂ
とが設けられ、貯湯タンク１の中間部には、循環路２と
貯湯タンク１とを接続する中間部接続路８ａと、循環路
２と中間部接続路８ａとの接続箇所に中間部用三方弁８
ｂとが設けられ、貯湯タンク１の底部には、循環路２と
貯湯タンク１とを接続する底部接続路９ａと、循環路２
と底部接続路９ａとの接続箇所に底部用三方弁９ｂとが
設けられている。したがって、各三方弁７ｂ，８ｂ，９
ｂを切換えることによって、循環路２を通流する湯水を
貯湯タンク１に戻したり、または、貯湯タンク１内の湯
水を循環路２に取り出すようにし、循環供給手段Ｊが、
循環路２、循環ポンプ３、各接続路７ａ，８ａ，９ａ、
各三方弁７ｂ，８ｂ，９ｂなどによって構成されてい
る。

【００１１】また、貯湯タンク１内に加熱された湯を貯
湯する際には、底部接続路９ａにより貯湯タンク１の底
部の水を循環路２に取り出し、その水を加熱部Ｋで加熱
しながら循環路２を循環させて、その加熱された湯を上
部接続路７ａにより貯湯タンク１の上部に戻して温度成
層を形成して貯湯する。そして、その貯湯量が必要最小
貯湯量以上であるかを、その湯温を検出することにより
検出する貯湯温サーミスタ１０、必要最小貯湯量よりも
設定量だけ多い余剰貯湯量以上であるかを、その湯温を
検出することにより検出する余剰貯湯状態検出手段とし
ての余剰湯温サーミスタ１１が設けられている。なお、
必要最小貯湯量とは、給湯栓５にて給湯することが予測
される範囲の給湯量で行われるときに、湯切れが生じな
いように予め貯湯しておく貯湯量のことである。そし
て、貯湯温サーミスタ１０の設置位置は、貯湯タンク１
と中間接続路８ａとの接続箇所よりも上方に位置し、余
剰湯温サーミスタ１１の設置位置は、貯湯タンク１と中
間部接続路８ａとの接続箇所よりも下方に位置する。

【００１２】前記加熱部Ｋは、循環路２における湯水の
循環方向上手側から下手側に向けて、ヒートポンプ式冷
暖房における排熱を利用して加熱する第１熱交換部１
２、エンジン排熱を利用して加熱する第２熱交換部１
３、補助熱源としてのバーナＢを備える燃焼装置Ｎによ
り加熱する第３熱交換部１４を順に設けて構成され、そ
れぞれの熱交換部１２，１３，１４において循環路２を
通流する湯水を熱交換により加熱できるようにしてい
る。前記外部放熱部Ｈは、本実施形態においては、循環
路２における湯水の循環方向上手側から下手側に向け
て、風呂追焚き用熱交換部１５、床暖房用熱交換部１６
を順に設けて構成されている。つまり、浴槽内の湯水を
風呂追焚き用循環ポンプ１５ａの作動により風呂追焚き
用循環路１５ｂを介して風呂追焚き用熱交換部１５に供
給して熱交換により図外の浴槽の湯水を追焚きをできる
ようにしている。また、床暖房用循環ポンプ１６ａの作
動により床暖房用循環路１６ｂを通流する熱媒を床暖房
用熱交換部１６にて熱交換して床暖房をできるようにし
ている。

【００１３】ちなみに、第１熱交換部１２が底部用三方
弁９ｂと中間部用三方弁８ｂとの間の循環路２に設けら
れ、第２熱交換部１３および第３熱交換部１４が中間部
用三方弁８ｂと上部用三方弁７ｂとの間の循環路２に設
けられ、循環ポンプ３が第３熱交換部１４と上部用三方
弁７ｂとの間の循環路２に設けられている。そして、風
呂追焚き用熱交換部１５および床暖房用熱交換部１６が
上部用三方弁７ｂと底部用三方弁９ｂとの間の循環路２
に設けられている。

【００１４】前記エンジンヒートポンプ式冷暖房装置Ｃ
は、室内機Ｕｉ、室外機Ｕｏから構成され、室内機Ｕｉ
と室外機Ｕｏとは、冷媒配管ｒで接続されている。前記
室内機Ｕｉには、膨張弁Ｖｅｘ、室内熱交換器Ｎｉ、そ
の室内熱交換器Ｎｉで温調した空気ＳＡを空調対象域へ
送出する室内空調用送風機Ｆｉが備えられている。前記
室外機Ｕｏには、ガスエンジンＧＥ、ラジエターＲＧ、
ラジエター用送風機ＲＦ、圧縮機Ｃｍｐ、アキュムレー
タＡｃ、四方弁Ｖｘ、室外熱交換器Ｎｏ、その室外熱交
換器Ｎｏに対し外気ＴＡを通風する室外空調用送風機Ｆ
ｏが備えられている。また、ガスエンジンＧＥの冷却用
の冷却水をラジエターＲＧとの間で循環させる冷却水路
ｗが設けられ、この冷却水路ｗにラジエター用ポンプＲ
Ｐが設けられている。

【００１５】そして、エンジンヒートポンプ式冷暖房装
置Ｃは、ガスエンジンＧＥにより圧縮機Ｃｍｐを作動さ
せて、四方弁Ｖｘの切換え操作により冷房運転と暖房運
転とを選択切換え可能に構成されている。また、エンジ
ンヒートポンプ式冷暖房装置Ｃには、冷房運転における
排熱が冷媒により第１熱交換部１２に供給される加熱状
態と室外熱交換器Ｎｏに供給される排熱状態とに切換え
る第１排熱切換機構１７と、ガスエンジン排熱が冷却水
により第２熱交換部１３に供給される加熱状態とラジエ
ターＲＧに供給されて排熱される排熱状態とに切換える
第２排熱切換機構１８とが設けられている。

【００１６】具体的に説明すると、第１排熱切換機構１
７は、室外熱交換器Ｎｏと第１熱交換部１２とが並列に
なるように冷媒配管ｒに接続されているバイパス冷媒配
管１７ａ、バイパス冷媒配管１７ａと冷媒配管ｒとの接
続箇所にそれぞれ設けられている三方弁１７ｂ，１７ｃ
から構成されている。そして、冷房運転における排熱が
冷媒により第１熱交換部１２に供給される加熱状態にお
いては、冷媒が冷媒配管ｒ、バイパス冷媒配管１７ａ、
第１熱交換部１２、バイパス冷媒配管１７ａ、冷媒配管
ｒの順に供給される。また、冷房運転における排熱が冷
媒により室外熱交換器Ｎｏに供給される排熱状態におい
ては、冷媒が冷媒配管ｒ、室外熱交換器No、冷媒配管ｒ
の順に供給される。

【００１７】第２排熱切換機構１８は、ラジエターＲＧ
と第２熱交換部１３とが並列になるように冷却水路ｗに
接続されているバイパス冷却水路１８ａ、バイパス冷却
水路１８ａと冷却水路ｗとの接続箇所にそれぞれ設けら
れている三方弁１８ｂ，１８ｃから構成されている。そ
して、ガスエンジン排熱が冷却水により第２熱交換部１
３に供給される加熱状態においては、冷却水が冷却水路
ｗ、バイパス冷却水路１８ａ、第２熱交換部１３、バイ
パス冷却水路１８ａ、ラジエター用ポンプＲＰ、冷却水
路ｗの順に供給される。また、ガスエンジン排熱が冷却
水によりラジエタＲＧに供給されて排熱される排熱状態
においては、冷却水が冷却水路ｗ、ラジエターＲＧ、ラ
ジエター用ポンプＲＰ、冷却水路ｗの順に供給される。

【００１８】そして、冷房運転においては、室内熱交換
器Ｎｉを蒸発器として機能させて、空調対象域への供給
空気ＳＡを冷却温調し、第１排熱切換機構１７が排熱状
態に切り換えられていると、室外熱交換器Ｎｏを凝縮器
として機能させて外気に対して放熱し、第１排熱切換機
構１７が加熱状態に切り換えられていると、第１熱交換
部１２にて循環路２を通流する湯水に対して放熱する。
また、暖房運転においては、室内熱交換器Ｎｉを凝縮器
として機能させて、空調対象域への供給空気ＳＡを加熱
温調し、室外熱交換器Ｎｏを蒸発器として機能させて外
気ＴＡから吸熱するようにしている。

【００１９】このようにして、冷房運転または暖房運転
が実行されるときにおいて、冷却水によりガスエンジン
ＧＥの排熱を回収して、第２排熱切換機構１８が排熱状
態に切り換えられていると、ラジエター用送風機ＲＦを
駆動させラジエターＲＧにおいて放熱し、第２排熱切換
機構１８が加熱状態に切り換えられていると、第２熱交
換部１３にて循環路２を通流する湯水に対して放熱する
ように構成されている。

【００２０】さらに詳述すると、冷房運転においては、
圧縮機Ｃｍｐから吐出される高圧乾き蒸気冷媒を、四方
弁Ｖｘを介して室外熱交換器Ｎｏに供給し、第１排熱切
換機構１７が排熱状態に切り換えられている場合には、
この室外熱交換器Ｎｏにおいて外気との熱交換により凝
縮させる。

【００２１】そして、凝縮器としての室外熱交換器Ｎｏ
から送出される凝縮工程通過冷媒を、膨張弁Ｖｅｘを介
して室内熱交換器Ｎｉに供給し、この室内熱交換器Ｎｉ
において冷却対象空気との熱交換により蒸発される。そ
の後、蒸発器としての室内熱交換器Ｎｉから送出される
低圧乾き蒸気冷媒を、四方弁Ｖｘおよびアキュムレータ
Ａｃを介して圧縮機Ｃｍｐの吸入口に戻す。このように
して、冷却対象域である室内が冷房されることになる。

【００２２】また、暖房運転については、圧縮機Ｃｍｐ
から吐出される高圧乾き蒸気冷媒を、四方弁Ｖｘを介し
て室内熱交換器Ｎｉに供給し、この室内熱交換器Ｎｉに
おいて加熱対象空気との熱交換により凝縮させる。

【００２３】そして、凝縮器としての室内熱交換器Ｎｉ
から送出される凝縮構成通過冷媒を、膨張弁Ｖｅｘを介
して室外熱交換器Ｎｏに供給し、この室外熱交換器Ｎｏ
において外気との熱交換により蒸発させる。その後、蒸
発器としての室外熱交換器Ｎｏから送出される低圧乾き
蒸気冷媒を四方弁ＶｘおよびアキュムレータＡｃを介し
て圧縮機Ｃｍｐの吸入口に戻す。このようにして、加熱
対象域である室内が暖房されることになる。

【００２４】前記制御装置Ｓは、図２に示すように、燃
焼装置Ｎ、循環ポンプ３および各三方弁７ｂ，８ｂ，９
ｂなどの貯湯タンク１側の動作を制御する給湯用コント
ローラＴＣ、エンジンヒートポンプ式冷暖房装置Ｃの運
転を制御する冷暖房装置用コントローラＲＣから構成さ
れ、この給湯用コントローラＴＣと冷暖房装置用コント
ローラＲＣが通信可能に構成されている。

【００２５】つまり、給湯用コントローラＴＣは、給湯
用操作装置ＫＳの指令に基づいて、循環ポンプ３、燃焼
装置Ｎ、各三方弁７ｂ，８ｂ，９ｂの動作を制御するよ
うに構成され、冷暖房装置用コントローラＲＣは、冷暖
房用操作装置ＲＳの指令に基づいて、ガスエンジンＧ
Ｅ、第１排熱切換機構１７、第２排熱切換機構１８の動
作を制御するように構成されている。そして、前記冷暖
房装置用コントローラＲＣは、冷暖房用操作装置ＲＳの
指令に基づいて、冷房運転または暖房運転を実行すると
ともに、第１排熱切換機構１７と第２排熱切換機構１８
の切換えを行うように構成されている。

【００２６】前記貯湯用コントローラＴＣは、給湯用操
作装置ＫＳにより運転が指令されている状態で、貯湯運
転を実行する時間帯などの貯湯運転の実行タイミングで
あって、貯湯タンク１内に必要最小貯湯量の貯湯がされ
ていないと、すなわち、貯湯温サーミスタ１０による検
出温度が設定温度未満であると、貯湯タンク１への貯湯
処理を行う。そして、貯湯タンク１への貯湯が行われた
後、貯湯タンク１内の貯湯量が必要最小貯湯量以上であ
るときに、外部放熱部Ｈにおける放熱要求に伴って外部
放熱部Ｈにて放熱処理を行う。

【００２７】具体的に説明すると、給湯用操作装置ＫＳ
により運転が指令されている状態で、貯湯タンク１内に
必要最小貯湯量の貯湯がされていないと、すなわち、貯
湯温サーミスタ１０による検出温度が設定温度未満であ
ると、貯湯処理の実行が要求されて、図３に示すよう
に、循環ポンプ３を作動させ、貯湯タンク１の底部の水
を循環路２に取り出すように底部用三方弁９ｂを切換え
て、貯湯タンク１の底部の水を加熱部Ｋにて加熱しなが
ら循環させる。そして、例えば、循環路２を通流する湯
水が十分に加熱される設定時間が経過すると、あるい
は、循環路２における湯水の温度が設定温度以上になる
と、循環路２を通流する湯を貯湯タンク１の上部に戻す
ように上部用三方弁７ｂを切り換えて、加熱された湯を
貯湯タンク１の上部に戻して貯湯を行う。

【００２８】また、上述の貯湯タンク１への貯湯が行わ
れた後、貯湯タンク１内の貯湯量が必要最小貯湯量以上
であるときに、給湯用操作装置ＫＳの指令により風呂追
焚きが指令されるか、床暖房装置の運転が開始される
か、または、その両方がされて、風呂追焚き用循環ポン
プ１５ａや床暖房用循環ポンプ１６ａが作動され、放熱
処理の実行が要求されると、循環ポンプ３を作動させ、
貯湯タンク１内の中間部の湯水を循環路２に取り出すよ
うに中間用三方弁８ｂを切換え、循環路２の湯水を貯湯
タンク１の底部に戻すように底部用三方弁９ｂを切換え
る。そして、図４に示すように、貯湯タンク１の中間部
の湯水を熱源として風呂追焚き用熱交換部１５と床暖房
用熱交換部１６のうちの放熱が要求されている一方また
はその両方において放熱し、放熱後の湯水を貯湯タンク
１の底部に戻すようにする。

【００２９】このようにして、貯湯タンク１内に余剰貯
湯されているときには、その余剰貯湯されている湯を、
貯湯タンク１の中間部から取り出して外部放熱部Ｈにお
ける熱源として利用しながら、貯湯タンク１の底部に戻
すことができるので、余剰貯湯されている湯を有効活用
しながら、貯湯タンク１内に余剰貯湯されている余剰貯
湯状態を維持することが可能となる。

【００３０】また、加熱部Ｋの動作について説明する
と、エンジンヒートポンプ式冷暖房装置Ｃが冷房運転を
実行している状態で、かつ、第１排熱切換機構１７が加
熱状態に切換えられると、第１熱交換部１２において、
ヒートポンプ式冷暖房における排熱を熱源として循環路
２を通流する湯水を加熱することが可能となる。また、
エンジンヒートポンプ式冷暖房装置Ｃが作動されている
状態で、かつ、第２排熱切換機構１８が加熱状態に切り
換えられると、第２熱交換部１３において、ガスエンジ
ン排熱を熱源として循環路２を通流する湯水を加熱する
ことが可能となる。そして、第３熱交換部１４において
は、燃焼装置Ｎを作動させてバーナＢの燃焼により循環
路２を通流する湯水を加熱することができる。

【００３１】このようにして、第１〜３熱交換部１２，
１３，１４のそれぞれの熱交換部において加熱可能であ
るが、貯湯タンク１への貯湯や外部放熱部Ｈに対する加
熱負荷に応じて、第１熱交換部１２、第２熱交換部１
３、および、第３熱交換部１４における加熱作動の実行
が制御される。つまり、例えば、運転の立ち上がりなど
のように加熱負荷が大きいときには、第１排熱切換機構
および第２排熱切換機構を加熱状態に切換え、かつ、バ
ーナＢによる燃焼を行い、第１〜３熱交換部１２，１
３，１４の全ての熱交換部において加熱可能にする。

【００３２】また、通常時には、エンジンヒートポンプ
式冷暖房装置Ｃの運転状態よって第１および第２熱交換
部１２，１３における加熱が可能となるために、第１お
よび第２熱交換部１２，１３において加熱されるか否か
に基づいて、燃焼装置Ｎを作動させてバーナＢの燃焼に
より第３熱交換部１４において加熱されるか否かが判別
される。つまり、エンジンヒートポンプ式冷暖房装置Ｃ
の運転状態よって第１および第２熱交換部１２，１３に
おける加熱が行われないときには、あるいは、第１およ
び第２熱交換部１２，１３における加熱では貯湯タンク
１への貯湯に対する加熱負荷に不足するときには、燃焼
装置Ｎを作動させてバーナＢの燃焼により第３熱交換部
１４における加熱を実行して、貯湯タンク１への貯湯や
外部放熱部Ｈに対する加熱負荷に対応するように加熱部
Ｋの動作を制御するようにしている。

【００３３】前記制御装置Ｓの制御動作を図５のフロー
チャートに基づいて説明する。まず、給湯用操作装置Ｋ
Ｓにより運転が指令されている状態で、貯湯運転を実行
する時間帯などの貯湯運転の実行タイミングであって、
貯湯タンク１内に必要最小貯湯量の貯湯がされていない
と、すなわち、貯湯温サーミスタ１０の検出温度ＴＫが
設定温度未満であると、貯湯運転を開始して貯湯処理を
実行する。

【００３４】つまり、循環ポンプ３を作動させ、底部用
三方弁９ｂを貯湯タンク１の水を循環路２に取り出すよ
うに切換えて、貯湯タンク１の底部の水を加熱部Ｋにて
加熱しながら循環させ、例えば、循環路２を通流する湯
水が十分に加熱される設定時間が経過すると、あるい
は、循環路２における湯水の温度が設定温度以上になる
と、循環路２を通流する湯を貯湯タンク１に戻すように
上部用三方弁７ｂを切り換えて、加熱された湯を貯湯タ
ンク１の上部に戻して貯湯処理を行う。

【００３５】このようにして、貯湯処理を実行して、そ
の貯湯量が必要最小貯湯量よりも設定量だけ多い余剰貯
湯量になると、すなわち、余剰湯温サーミスタ１１によ
る検出温度ＴＹが設定温度以上になると、貯湯処理の終
了が要求されて、停止処理を実行して貯湯運転を終了す
る。つまり、循環ポンプ３が作動中であればその作動を
停止させ、第１〜３熱交換部１２，１３，１４にて循環
路２の湯水が加熱されないように、第１排熱切換機構１
７および第２排熱切換機構１８が加熱状態に切換えられ
ていると排熱状態に切換えるとともに、バーナＢが燃焼
中であればバーナＢでの燃焼を停止させる。

【００３６】また、貯湯運転を実行する時間帯などの貯
湯運転の実行タイミングであって、貯湯タンク１内に必
要最小貯湯量の貯湯がされているときに、すなわち、貯
湯温サーミスタ１０の検出温度ＴＫが設定温度以上のと
きに、貯湯タンク１への貯湯を行う貯湯処理を実行して
いる貯湯運転中であると、その貯湯処理が継続して実行
される。そして、貯湯タンク１内に余剰貯湯量の貯湯が
行われて、貯湯運転が終了された後に、給湯用操作装置
ＫＳの指令により風呂追焚きが指令されるか、床暖房装
置の運転が開始されるか、または、その両方がされて、
放熱処理の実行が要求されると、放熱運転を開始して放
熱処理を実行する。つまり、循環ポンプ３を作動させ、
貯湯タンク１内の湯水を循環路２に取り出すように中間
用三方弁８ｂを切換え、循環路２の湯水を貯湯タンク１
内に戻すように底部用三方弁９ｂを切換えて、貯湯タン
ク１の中間部の湯水を熱源として風呂追焚き用熱交換部
１５と床暖房用熱交換部１６のうちの放熱が要求されて
いる一方またはその両方において放熱する。

【００３７】そして、上述のように貯湯運転が終了して
いるときに、給湯用操作装置ＫＳの指令により風呂追焚
きが指令されず、かつ、床暖房装置の運転が停止された
状態で、放熱処理の実行が要求されていないと、貯湯温
サーミスタ１０の検出温度ＴＫが設定温度未満となるま
で、あるいは、給湯用操作装置ＫＳの指令により風呂追
焚きが指令されたり、床暖房装置の運転が開始されたり
して、放熱処理の実行が要求されるまで、貯湯処理ある
いは放熱処理の実行を待機させる待機処理を実行する。
つまり、循環ポンプ３が作動していればその作動を停止
させ、第１排熱切換機構１７および第２排熱切換機構１
８が加熱状態に切換えられていると排熱状態に切換える
とともに、バーナＢが燃焼中であればバーナＢでの燃焼
を停止させる。

【００３８】このようにして、貯湯運転を実行する時間
帯などの貯湯運転の実行タイミングにおいては、貯湯運
転や放熱運転が実行されるが、貯湯運転の実行タイミン
グでなければ、上述の停止処理が実行される。つまり、
循環ポンプ３が作動中であればその作動を停止させ、第
１〜３熱交換部１２，１３，１４にて循環路２の湯水が
加熱されないように、第１排熱切換機構１７および第２
排熱切換機構１８が加熱状態に切換えられていると排熱
状態に切換えるとともに、バーナＢが燃焼中であればバ
ーナＢでの燃焼を停止させる。

【００３９】〔別実施形態〕 （１）上記実施形態では、循環ポンプ３を作動させ、貯
湯タンク１内の湯水を循環路２に取り出すように中間用
三方弁８ｂを切換え、循環路２の湯水を貯湯タンク１内
に戻すように底部用三方弁９ｂを切換えて、貯湯タンク
１の中間部の湯水を取り出して放熱処理を実行するよう
にしているが、図６に示すように、上部接続路７ａより
も湯水循環方向下流側の循環路２に上部取出し用ポンプ
３ａを設けて、この上部取出し用ポンプ３ａを作動させ
て、貯湯タンク１内の湯水を循環路２に取り出すように
上部用三方弁７ｂを切り換えて、貯湯タンク１の上部の
湯水を取り出して放熱処理を実行するようにしてもよ
い。

【００４０】また、上述のように、貯湯タンク１の上部
から湯水を取り出す際には、上部用三方弁７ｂを切換え
るようにしているが、次のように構成してもよい。つま
り、図７に示すように、循環路２に対して循環ポンプ３
を設けてバイパス循環路２ａが設けられ、このバイパス
循環路２ａと循環路２との接続箇所のそれぞれに三方弁
７ｃ，７ｄが設けられ、三方弁７ｃと三方弁７ｄとの間
の循環路２と貯湯タンク１とを接続する接続路７ｅが設
けられている。

【００４１】そして、三方弁７ｃと三方弁７ｄを切換え
ることによって、循環路２の湯水を貯湯タンク１に戻す
状態（図７（イ））と、貯湯タンク１内の湯水を循環路
２に取り出す状態（図７（ロ））と、循環路２の湯水を
貯湯タンク１に戻すことなくそのまま下流側に供給する
状態（図７（ハ））とに切換える。

【００４２】（２）上記実施形態では、貯湯タンク１へ
の貯湯と外部放熱部Ｈにおける放熱を各別に実行するよ
うにしているが、貯湯タンク１への貯湯と外部放熱部Ｈ
における放熱を同時に行うようにしてもよい。つまり、
貯湯運転が終了されて、貯湯タンク１内に必要最小貯湯
量の貯湯がされているときには、すなわち、貯湯温サー
ミスタ１０の検出温度が設定温度以上のときには、給湯
用操作装置ＫＳの指令により風呂追焚きが指令される
か、床暖房装置の運転が開始されるか、または、その両
方がされて、風呂追焚き用循環ポンプ１５ａや床暖房用
循環ポンプ１６ａが作動されと、放熱処理の実行が要求
されて、貯湯タンク１内の湯水を熱源として風呂追焚き
用熱交換部１５と床暖房用熱交換部１６のうちの放熱が
要求されている一方またはその両方において放熱すると
ともに、貯湯タンク１への貯湯を行うようにする。

【００４３】具体的に説明すると、図８に示すように、
貯湯運転が終了された後、貯湯温サーミスタ１０の検出
温度が設定温度以上のときにおいて、給湯用操作装置Ｋ
Ｓの指令により風呂追焚きが指令されるか、床暖房装置
の運転が開始されるか、または、その両方がされて、放
熱処理の実行が要求されると、循環ポンプ３を作動さ
せ、底部接続路９ａからの湯水と循環路２からの湯水と
が混合するように底部用三方弁９ｂを切り換え、循環路
２の湯水の一部を貯湯タンク１に戻すように上部用三方
弁７ｂを切り換える。そして、貯湯タンク１の底部の湯
水を加熱部Ｋにて加熱して、その一部を貯湯タンク１の
上部に戻して貯湯するとともに、残りの湯水を熱源とし
て外部放熱部Ｈにて放熱する。その後、貯湯タンク１の
底部の湯水と外部放熱部Ｈにて熱源として放熱された湯
水を混合させて、再び加熱部Ｋにて加熱するように循環
させる。なお、このときの加熱部Ｋの動作については、
上記実施形態の加熱部Ｋの動作と同様であるので、その
説明は省略する。

【００４４】また、貯湯タンク１への貯湯と外部放熱部
Ｈにおける放熱を同時に行う構成は、次のようにしても
よい。具体的に説明すると、図９に示すように、貯湯運
転が終了された後、貯湯温サーミスタ１０の検出温度が
設定温度以上のときにおいて、給湯用操作装置ＫＳの指
令により風呂追焚きが指令されたり、床暖房装置の運転
が開始されたりして、風呂追焚き用循環ポンプ１５ａや
床暖房用循環ポンプ１６ａが作動されるに伴って、貯湯
タンク１内の湯水を循環路２に取り出すように中間部用
三方弁８ｂを切り換え、循環路２の湯水の一部を貯湯タ
ンク１に戻すように上部用三方弁７ｂを切り換える。そ
して、貯湯タンク１の中間部の湯水の一部を貯湯タンク
１の上部に戻して貯湯するとともに、残りの湯水を熱源
として外部放熱部Ｈにて放熱して貯湯タンク１の底部に
戻す。なお、このときの加熱部Ｋの動作においては上記
実施形態と同様であるので、その説明は省略する。

【００４５】（３）上記実施形態では、貯湯タンク１へ
の貯湯を行うとき、および、外部放熱部Ｈにて放熱を行
うときには、共通の循環路２および循環ポンプ３にて行
うようにしているが、それぞれ各別に設けるようにして
もよい。つまり、図１０に基づいて説明すると、貯湯タ
ンク１の底部から取り出した湯水を加熱部Ｋにて加熱し
たのち、その温水を貯湯タンク１の上部に供給する貯湯
用循環路１９が設けられ、この貯湯用循環路１９には貯
湯用循環ポンプ２０が設けられ、貯湯タンク１の中間部
から取り出した湯水を外部放熱部Ｈにて放熱したのち、
その湯水を貯湯タンク１の底部に戻す放熱用循環路２１
が設けられ、この放熱用循環路２１には放熱用循環ポン
プ２２が設けられている。そして、放熱用循環路２１と
貯湯タンク１の中間部との接続箇所は、貯湯タンク１内
に設けられている貯湯温サーミスタ１０と余剰湯温サー
ミスタ１１の間に位置する。なお、上記実施形態と同様
の構成は同符号を記すことで、その説明を省略する。

【００４６】そして、貯湯タンク１への貯湯を行うとき
には、貯湯用循環ポンプ２０を作動させて、貯湯タンク
１の底部から取り出した湯水を加熱部Ｋにて加熱したの
ち、その温水を貯湯タンク１の上部に供給して、貯湯タ
ンク１内に温度成層を形成して湯水を貯湯する。外部放
熱部Ｈにて放熱を行うときには、放熱用循環ポンプ２２
を作動させて、貯湯タンク１の中間部から取り出した湯
水を熱源として外部放熱部Ｈにて放熱したのち、その湯
水を貯湯タンク１の底部に戻す。

【００４７】また、図１０では、放熱用循環路２１を貯
湯タンク１の中間部と底部とを接続するように設けてい
るが、図１１に示すように、放熱用循環路２１を貯湯タ
ンク１の上部と底部を接続するようにしてもよい。そし
て、外部放熱部Ｈにて放熱を行うときには、放熱用循環
ポンプ２２を作動させて、貯湯タンク１の上部から取り
出した湯水を熱源として外部放熱部Ｈにて放熱しての
ち、その湯水を貯湯タンク１の底部に戻す。

【００４８】（４）上記実施形態では、貯湯タンク１か
ら循環路２に湯水を取り出したり、循環路２から貯湯タ
ンク１に湯水を戻すのを、上部三方弁７ｂ、中間部三方
弁８ｂ、および、底部三方弁９ｂを用いて行っている
が、三方弁に限ることなく、断続弁や比例弁を用いて行
うことも可能である。

【００４９】（５）上記実施形態では、エンジンヒート
ポンプ式冷暖房装置Ｃのエンジン排熱およびヒートポン
プ式冷暖房における排熱を利用して加熱部Ｋにおける加
熱を可能としているが、家庭用コージェネレーションシ
ステムにおけるエンジン排熱および発電機排熱を利用し
て加熱部Ｋにおいて加熱するようにしてもよい。

【図面の簡単な説明】

【図１】エンジンヒートポンプ式冷暖房給湯システムの
概略構成図

【図２】制御装置の制御ブロック図

【図３】エンジンヒートポンプ式冷暖房給湯システムの
概略構成図

【図４】エンジンヒートポンプ式冷暖房給湯システムの
概略構成図

【図５】制御装置の制御動作を示すフローチャート

【図６】別実施形態を示すエンジンヒートポンプ式冷暖
房給湯システムの概略構成図

【図７】別実施形態におけるエンジンヒートポンプ式冷
暖房給湯システムの要部を示す図

【図８】別実施形態を示すエンジンヒートポンプ式冷暖
房給湯システムの概略構成図

【図９】別実施形態を示すエンジンヒートポンプ式冷暖
房給湯システムの概略構成図

【図１０】別実施形態におけるエンジンヒートポンプ式
冷暖房給湯システムの要部を示す図

【図１１】別実施形態におけるエンジンヒートポンプ式
冷暖房給湯システムの要部を示す図

【符号の説明】

１ 貯湯タンク ６ 給湯路 １１ 余剰貯湯状態検出手段 Ｈ 外部放熱部 Ｊ 循環供給手段 Ｋ 加熱手段 Ｓ 制御手段

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 岩田 伸 大阪府大阪市中央区平野町四丁目１番２号 大阪瓦斯株式会社内 (72)発明者 福知 徹 大阪府大阪市中央区平野町四丁目１番２号 大阪瓦斯株式会社内 (72)発明者 橋詰 康人 大阪府大阪市港区南市岡１丁目１番52号 株式会社ハーマン内 (72)発明者 藤川 泰 大阪府大阪市港区南市岡１丁目１番52号 株式会社ハーマン内

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 貯湯タンクと、その貯湯タンク内に湯水
   が温度成層を形成して貯湯されるように湯水を加熱する
   加熱手段と、前記貯湯タンク内の上部の湯水を給湯する
   給湯路と、前記貯湯タンク内の湯水を外部放熱部に循環
   供給する循環供給手段と、前記加熱手段および前記循環
   供給手段の作動を制御する制御手段とが設けられた貯湯
   式の給湯熱源装置であって、 前記貯湯タンク内における湯水の温度成層の形成状態が
   高温部分の形成範囲が設定値よりも下方である余剰貯湯
   状態であるか否かを検出する余剰貯湯状態検出手段が設
   けられ、 前記制御手段が、前記余剰貯湯状態検出手段の検出情報
   に基づいて、前記余剰貯湯状態を維持するように、前記
   加熱手段および前記循環供給手段の作動を制御するよう
   に構成されている貯湯式の給湯熱源装置。
2. 【請求項２】 前記循環供給手段が、前記貯湯タンク内
   の上部の湯水を取り出して、前記貯湯タンクの底部に戻
   す形態で湯水を循環させるように構成されている請求項
   １に記載の貯湯式の給湯熱源装置。