JP2001263812A

JP2001263812A - 給湯装置

Info

Publication number: JP2001263812A
Application number: JP2000084533A
Authority: JP
Inventors: Mikihiko Kuroda; 幹彦黒田
Original assignee: Daikin Industries Ltd
Current assignee: Daikin Industries Ltd
Priority date: 2000-03-24
Filing date: 2000-03-24
Publication date: 2001-09-26

Abstract

(57)【要約】【課題】浴槽保温、床暖房、即出湯のような複合的な
機能を有する給湯装置を、簡素な構成でもって低コスト
に提供する。【解決手段】加熱部４４にて加熱した温湯を貯溜する
貯湯タンク１を備えた給湯装置において、浴槽保温、床
暖房等のための保温回路２０をも設け、この保温回路２
０を流通する温水と上記加熱部４４で加熱された温湯と
を熱交換可能にする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、保温回路を有す
る給湯装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】従来か
らの給湯装置としては、加熱源にガスを使用するガス給
湯機や、電気ヒータを使用する電気温水器等が用いられ
ており、これによって、浴槽や各出湯口への給湯が行わ
れている。しかしながら、このようにして供給された温
湯、例えば浴槽内に貯溜された温湯は、時間の経過と共
に冷却されていくため、使用する前に何らかの方法を用
いて再加熱するなどの保温対策が必要となる。そこで、
上記風呂の保温を行う方法としては、図５（ａ）（ｂ）
に示すようなガスや電気温水器を用いた方法が考えられ
ている。すなわち、上記ガスや電気温水器の出湯回路６
１とは別に保温回路６２を設け、浴槽６３内の湯水を加
熱するための燃焼バーナ６４、電気ヒータ６５等の加熱
源や、湯水を循環させるためのポンプ６６を設けること
によって上記保温が行われている。しかしながら、この
方法によれば、保温専用の燃焼バーナ６４、電気ヒータ
６５、循環ポンプ６６等が必要となることに加えて、こ
れらを用いた保温運転は深夜電力によって行うことがで
きないため、ランニングコストの上昇にもつながるとい
う問題がある。

【０００３】また上記給湯の際の冷却問題は、上記浴槽
内の湯水だけでなく、給湯装置の貯湯タンクと出湯口と
を結ぶ給湯配管内の湯水にもあてはまる。すなわち、上
記給湯配管内の湯水は、湯沸かし運転終了後は循環され
ることがないため、時間の経過と共に次第に冷却されて
しまう。この結果、出湯口を開いたときには上記配管内
に貯溜されていた冷水が供給され、温湯が出湯されるま
でに時間を要するという問題が生じている。そこでこの
問題を解決する方法としては、図６に示すような電気温
水器７０の出湯口近傍の給湯配管７１に小型の電気温水
器７２を別途に設け、これを用いて上記給湯配管７１内
の湯水を再加熱することにより、出湯口から直ちに温湯
が供給されるようにする方法、すなわち即出湯方法（図
６（ａ）参照）や、ガス給湯機８１の給湯配管８２に小
型の電気温水器８３と循環ポンプ８４を有する循環経路
８５を設け、上記循環ポンプ８４によって給湯配管８２
内の湯水を循環させて再加熱することにより、上記給湯
配管８２内の温度低下を抑制し、即出湯させる方法（図
６（ｂ）参照）等がある。しかしながら、これらの方法
によれば、保温専用の電気温水器７２、８３や循環ポン
プ８４等が別に必要となるため、コストアップにつなが
るという問題がある。

【０００４】この発明は、上記従来の欠点を解決するた
めになされたものであって、その目的は、浴槽保温、床
暖房、即出湯のような複合的な機能を有する給湯装置
を、簡素な構成でもって低コストに提供することにあ
る。

【０００５】

【課題を解決するための手段】そこで請求項１の給湯装
置は、加熱部４４にて加熱した温湯を貯溜する貯湯タン
ク１を備えた給湯装置において、浴槽保温、床暖房等の
ための保温回路２０を設け、この保温回路２０を流通す
る温水と上記加熱部４４で加熱された温湯とを熱交換可
能にしたことを特徴としている。

【０００６】上記請求項１の給湯装置では、浴槽保温、
床暖房等のための保温回路２０の加熱源として、貯湯用
の加熱部４４を兼用しているので、その構成が簡素にな
り、複合的な機能を有する給湯装置を低コストに提供で
きる。

【０００７】また請求項２の給湯装置は、加熱部４４に
て加熱した温湯を貯溜する貯湯タンク１を備え、貯湯タ
ンク１内の温湯を給湯配管８から出湯口１０へと供給す
る給湯装置において、上記出湯口１０近傍の給湯配管８
を通る保温回路３９を設け、上記加熱部４４で加熱した
温湯を上記貯湯タンク１と上記保温回路３９とに切換出
湯するための切換手段３０を設けたことを特徴としてい
る。

【０００８】上記請求項２の給湯装置では、出湯口１０
から即出湯するための保温回路３９の加熱源として、貯
湯用の加熱部４４を兼用しているので、その構成が簡素
になり、複合的な機能を有する給湯装置を低コストに提
供できる。

【０００９】

【発明の実施の形態】次に、この発明の給湯装置の具体
的な実施の形態について、図面を参照しつつ詳細に説明
する。

【００１０】まず、この発明の一実施形態の前提となる
給湯装置の全体構成について説明する。図１は、上記給
湯装置の水系統及び冷媒系統を示す回路図である。この
うち、まず水系統における風呂用回路について説明す
る。同図において１は貯湯タンクであり、この貯湯タン
ク１には、温度検知手段である３個のサーミスタ１１、
１２、１３がそれぞれ異なる高さに配置されている。具
体的には、第１サーミスタ１１、第２サーミスタ１２、
第３サーミスタ１３の順に、図における上部から下部に
向かって所定の間隔を置いて配置されている。また上記
貯湯タンク１の底部に設けられた給水口２には、給水圧
を加えながら貯湯タンク１に市水を供給するための給水
配管３が接続されており、上記給水配管３には、給水側
から順に、逃し弁付き減圧逆止弁７、及び凍結防止サー
ミスタ６がそれぞれ介設されている。一方、上記貯湯タ
ンク１の頂部に設けられた給湯口４には給湯配管８が接
続されており、さらにその先端がミキシングバルブ９の
流入側９ａに接続されている。ここで、上記給湯配管８
の貯湯タンク１側には、蒸気を外部へ逃がすための空気
逃し弁２３と、水の膨張分を逃がすための水逃し弁２４
とがそれぞれ設けられている。また上記給水配管３の途
中から分岐された給水管１４も、上記ミキシングバルブ
９の流入側９ａに接続されており、このミキシングバル
ブ９で上記給湯配管８からの給湯と給水管１４からの市
水が、一定の割合で混合されるように構成されている。
一方、上記ミキシングバルブ９の流出側９ｂには分岐管
１６が接続されており、この分岐管１６を介して風呂用
給湯管１７と出湯管１８とに分岐される。そして、上記
風呂用給湯管１７が差し湯用電磁弁１９と逆止弁２１と
を介して浴槽２２に接続される一方、上記出湯管１８は
出湯口１０に接続される。

【００１１】次に上記水系統における湯沸かし回路につ
いて説明する。図１に示すように、上記貯湯タンク１の
底部に設けられた取水口２６には、取水管２７が接続さ
れており、その先端が循環ポンプ２８を介して熱交換路
２９の入口側２９ａに接続されている。ここで上記熱交
換路２９は、以下で述べる冷媒回路の凝縮器として機能
する三重管式の水熱交換器４４と熱交換可能に設けられ
ており、上記循環ポンプ２８の作動によって熱交換路２
９の入口側２９ａから出口側２９ｂへと湯水が流通する
ように成っている。このとき、上記水熱交換器４４には
漏洩検知機３４が取り付けられている。また上記熱交換
路２９の出口側２９ｂには、出湯管３１が接続されてお
り、その先端が上記ミキシングバルブ９よりも貯湯タン
ク１側の給湯配管８に接続されている。そして、上記循
環ポンプ２８と熱交換路２９とを結ぶ取水管２７には、
電動比例弁３２と入水温度検知サーミスタ３３とが介設
されている。また、上記熱交換路２９から給湯配管８へ
と至る出湯管３１には、給湯温度検知サーミスタ３６と
逃し弁３７とがそれぞれ介設されている。なお、上記水
系統における風呂用回路及び湯沸かし回路は、それぞれ
制御手段（図示せず）によって制御されるが、この制御
手段はＣＰＵ、メモリ、入出力インターフェース等を有
するマイクロコンピュータを用いて構成されたものであ
る。

【００１２】一方、上記冷媒系統については、図１に示
すように圧縮機４１、水熱交換器４４、電動膨張弁４
５、空気熱交換器４６を順次冷媒配管５０ａ〜５０ｄで
接続することによって構成している。ここで、この実施
形態においては、上記冷媒に二酸化炭素（ＣＯ₂）冷媒
を使用した。さらに上記圧縮機４１の吐出側には吐出管
温度サーミスタ４２、及び圧力制御のためのＨＰＳ４３
が介設され、また上記空気熱交換器４６とその近傍に
は、それぞれ空気熱交温度サーミスタ４７と外気温度サ
ーミスタ４８とが配設されている。ところで上記冷媒回
路には、除霜運転時に圧縮機４１から吐出されるホット
ガスを空気熱交換器４６に供給するためのバイパス回路
が形成されている。すなわち、図に示すように、上記圧
縮機４１の吐出側と水熱交換器４４とを結ぶ冷媒配管５
０ａから、除霜用電磁弁４９を介したバイパス配管５１
を分岐させ、その先端を上記電動膨張弁４５と空気熱交
換器４６とを結ぶ冷媒配管５０ｃに接続させることによ
って、上記バイパス回路を形成している。またこの冷媒
系統回路も、上記制御手段（図示せず）によって制御さ
れている。

【００１３】次に、上記構成のヒートポンプ式給湯装置
の運転動作のうちの風呂給湯運転について説明する。ま
ず、図１に示す貯湯タンク１内に温湯が貯溜された状態
において、差し湯用電磁弁１９を開弁する。すると、上
記給水配管３を流れる水の給水圧によって、貯湯タンク
１内に貯溜された約８５℃の温湯が押し上げられ、給湯
口４から給湯配管８を通ってミキシングバルブ９の流入
側９ａに流入する。このとき、上記給水配管３から分岐
された給水管１４を流通する水も上記ミキシングバルブ
９の流入側９ａに流入し、ここで上記水と温湯が一定の
割合で混合される。そして上記混合された約４０℃〜６
０℃の温湯は、ミキシングバルブ９の流出側９ｂから分
岐管１６を介して、一方は風呂用給湯管１７を流通して
浴槽２２に供給され、また一方は出湯管１８を流通して
出湯口１０に供給される。

【００１４】さらに、上記ヒートポンプ式給湯装置にお
ける湯沸かし運転について説明する。まず図１に示す差
し湯用電磁弁１９を閉弁した状態において、冷媒回路中
の圧縮機４１を駆動し、水熱交換器４４を凝縮器として
機能させると共に、空気熱交換器４６を蒸発器として機
能させる。次に、上記水系統回路における循環ポンプ２
８を作動させる。すると、貯湯タンク１の底部に設けた
取水口２６から貯溜水が流出し、これが取水管２７を介
して熱交換路２９を流通する。そのときこの水は凝縮器
として機能している水熱交換器４４によって加熱され、
出湯管３１及び給湯配管８を通って再び貯湯タンク１内
の上部へと返流される。そしてこのような動作を継続し
て行うことによって、貯湯タンク１の上端側から下端側
へと温湯が次第に貯溜されるように構成されている。そ
して、上記貯湯タンク１の下方部に設けられた第３サー
ミスタ１３で検知される湯温が、予め上記制御手段によ
って設定された設定温度以上（例えば、８５℃以上）に
なれば、全量沸き上げが完了した状態として、上記運転
は終了される。

【００１５】次に、この発明の実施形態の特徴的な給湯
装置の保温回路について説明する。具体的には浴槽内の
湯水の保温を行うための風呂用保温回路（第１実施形
態）と、貯湯タンク１と各出湯口１０とを結ぶ配管内の
湯水の保温を行うための出湯用保温回路（第２実施形
態）についてそれぞれ説明する。

【００１６】そこでまず、上記保温回路の第１の実施形
態である風呂用保温回路２０について図２に基づいて説
明する。図２において上記風呂用保温回路２０は、主
に、浴槽２２、風呂用ポンプ２５、風呂用熱交換器１５
を順次各配管２０ａ〜２０ｃで接続することによって構
成されている。ここで、上記風呂用熱交換器１５は水−
水熱交換器であり、加熱部としての水熱交換器４４にて
加熱された温湯を上記貯湯タンク１の給湯口４へと供給
する湯沸かし経路内に配置されている。具体的には、水
熱交換器４４と上記給湯口４とを接続する出湯管３１を
流れる温湯と、上記浴槽２２から保温用配管２０ａ及び
風呂用ポンプ２５を介して保温用配管２０ｂを流れる湯
水とが互いに熱交換できるように構成されている。そし
て、上記風呂用ポンプ２５の作動によって上記風呂用熱
交換器１５の入口側１５ａから出口側１５ｂへと湯水が
流通するように成っている。なお、図２におけるその他
の構成は、図１に示しているものと同様であり、そのた
め同一の部分を同一の符号で示してその説明を省略す
る。

【００１７】上記ヒートポンプ式給湯装置の風呂用保温
運転について説明する。まず、上記で述べた湯沸かし運
転を行っている状態において、上記風呂用ポンプ２５を
駆動する。すると、上記浴槽２２下部側に設けられた流
出口２２ｂから浴槽内に貯溜されている湯水が流出し、
これが各保温用配管２０ａ、２０ｂを通って風呂用熱交
換器１５の入口側１５ａに流入する。このとき上記湯水
は出湯管３１を流れる温湯（例えば、８５℃）によって
加熱され、保温用配管２０ｃを通って再び浴槽２２内の
上部側へと返流される。そしてこのような動作を継続し
て行うことによって、浴槽２２の保温（約５０℃）が行
えるように構成されている。

【００１８】このように構成され制御される給湯装置で
は、浴槽保温、床暖房等のための風呂用保温回路２０の
加熱源として、貯湯用の水熱交換器４４を兼用している
ので、その構成が簡素になり、複合的な機能を有する給
湯装置を低コストに提供できる。また深夜電力によって
保温運転を行うことができるため、ランニングコストの
低下を図ることができる。

【００１９】次に、上記保温回路の第２の実施形態であ
る出湯用保温回路３９について説明する。すなわち図３
に示すように、上記ヒートポンプシステム内の水熱交換
器４４によって熱交換された温湯が流通する出湯管３１
の先端側には、切換手段である第１三方弁３０ａが設け
られており、この第１三方弁３０ａを介して第１給湯配
管８ａと連絡配管３８とに分岐し、貯湯タンク１の頂部
に設けられた給湯口４に上記給湯配管８が接続される一
方、切換手段である第２三方弁３０ｂを介してミキシン
グバルブ９の流入側９ａに上記連絡配管３８が接続され
ている。ここで上記第１給湯配管８ａの途中には第２給
湯配管８ｂが分岐して設けられており、その先端が上記
第２三方弁３０ｂに接続されている。また、上記ミキシ
ングバルブ９の流出側９ｂには出湯用配管３９が設けら
れており、その先端が切換手段である第３三方弁３０ｃ
を介してヒートポンプシステム側に通じる取水管２７に
接続されている。このとき上記出湯用配管３９の途中に
は、各出湯口１０に通じる出湯管１８、１８がそれぞれ
接続されており、さらに上記出湯用配管３９の上記出湯
管１８、１８よりもミキシングバルブ９側には、出湯温
度検知サーミスタ３５が介設されている。なお、図３に
おけるその他の構成は、図１に示しているものと同様で
あり、そのため同一の部分を同一の符号で示してその説
明を省略する。

【００２０】上記ヒートポンプ式給湯装置の出湯用保温
運転について説明する。まず上記出湯がなされていない
状態において、図３に示す各三方弁３０ａ〜３０ｃを実
線側に切り換える。次に、上記で述べた冷媒回路中の圧
縮機４１を駆動すると共に、水系統回路における循環ポ
ンプ２８を作動させる（図示せず）。すると、上記各配
管３１、３８、３９、２７内に貯溜されている湯水は、
それぞれ順次、図３における実線矢印方向を流通しなが
らヒートポンプシステム側へと流入し、冷媒回路中の水
熱交換器４４によって再加熱される。また上記再加熱さ
れた温湯は再び上記出湯管３１に返流され、上記循環経
路を循環するよう構成されている。そして、ミキシング
バルブ９の流出側に設けられた出湯温度検知サーミスタ
３５で検知される湯温が、予め上記制御手段によって設
定された第２設定温度以上（例えば、８０℃以上）にな
れば、上記各三方弁３０ａ〜３０ｃが破線側に切り換え
られて上記運転は終了される。このような保温運転を行
うことにより、出湯口１０から直ちに温湯を供給するこ
と、すなわち、即出湯が可能となる。またこのとき、上
記出湯用保温運転中に、上記出湯温度検知サーミスタ３
５で検知される湯温が、予め上記制御手段によって設定
された第１設定温度以下（例えば、６０℃以下）を示せ
ば、上記出湯口１０から出湯が開始されたと判断して、
直ちに上記運転は終了される。

【００２１】図４は、上記出湯用保温運転における制御
手段の制御を示すフローチャートである。まずステップ
Ｓ１では、上記制御手段に設けられたタイマによって上
記出湯用保温運転が開始される。このタイマは、出湯用
保温運転が特に必要な時間帯、例えば朝方、夕方を指定
して、その時間帯に運転を行うためのものである。次に
ステップＳ２では、制御手段による各三方弁３０ａ〜３
０ｃの切換え操作によって、図３に示す実線側に各三方
弁３０ａ〜３０ｃが切り換えられ、その後ステップＳ３
において、上記ヒートポンプシステムによる給湯運転が
開始される。次にステップＳ４では、上記出湯温度検知
サーミスタ３５で検知される湯温が、第１設定温度以上
（例えば、６０℃以上）であるか否かの判断が行われ
る。そして上記第１設定温度よりも出湯温度検知サーミ
スタ３５で検知される温度の方が高い場合は、ステップ
Ｓ５に移行する。このステップＳ５では、上記サーミス
タ３５で検知される湯温が、第２設定温度以上（例え
ば、８０℃以上）であるか否かの判断が行われる。この
とき、上記第２設定温度以下であれば再びステップＳ３
に戻って上記判断が繰り返し行われ、上記第２設定温度
よりも高くなればステップＳ６に移行する。ステップＳ
６では、制御手段による各三方弁３０ａ〜３０ｃの切換
え操作によって、図３に示す破線側に各三方弁３０ａ〜
３０ｃの切り換えが行われ、その後上記ヒートポンプシ
ステムによる給湯運転及び出湯用保温運転が停止される
（ステップＳ７）。一方ステップＳ４において、上記出
湯温度検知サーミスタ３５で検知される温度が上記第１
設定温度以下であれば、出湯口１０から出湯が開始され
たと判断して、直ちに上記ステップＳ６に移行する。

【００２２】このように構成され制御される給湯装置で
は、出湯口１０から即出湯するための出湯用保温回路３
９の加熱源として、貯湯用の熱交換器４４を兼用してい
るので、その構成が簡素になり、複合的な機能を有する
給湯装置を低コストに提供できる。また深夜電力によっ
て保温運転を行うことができるため、ランニングコスト
の低下を図ることができる。

【００２３】以上にこの発明の具体的な実施の形態につ
いて説明したが、この発明は上記形態に限定されるもの
ではなく、この発明の範囲内で種々変更して実施するこ
とができる。すなわち本実施の形態では、加熱源として
ヒートポンプシステムを用い、その冷媒に二酸化炭素を
使用したが、エチレンやエタン、酸化窒素等の超臨界で
使用する他の冷媒を用いても良い。また上記第１実施形
態では、浴槽２２内に貯溜されている湯水が風呂用保温
回路２０内を循環することによって湯水の保温を行った
が、上記保温回路は給湯以外に、浴室暖房機や床暖房機
の温水供給回路として使用することも可能である。さら
に、本実施の形態では、加熱源としてヒートポンプシス
テムを用いたが、ガス等の他の熱源を利用したものであ
っても、上記と同様に実施可能である。

【００２４】

【発明の効果】上記請求項１の給湯装置では、浴槽保
温、床暖房等のための保温回路の加熱源として、貯湯用
の加熱部を兼用しているので、その構成が簡素になり、
複合的な機能を有する給湯装置を低コストに提供でき
る。

【００２５】また請求項２の給湯装置では、出湯口から
即出湯するための保温回路の加熱源として、貯湯用の加
熱部を兼用しているので、その構成が簡素になり、複合
的な機能を有する給湯装置を低コストに提供できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の実施形態の前提となる給湯装置の水
系統及び冷媒系統回路図である。

【図２】上記給湯装置の第１実施形態を示す風呂用保温
回路図である。

【図３】上記給湯装置の第２実施形態を示す出湯用保温
回路図である。

【図４】上記出湯用保温運転時における制御フローチャ
ートである。

【図５】従来例を説明するための概略構成図である。

【図６】従来例を説明するための概略構成図である。

【符号の説明】

１貯湯タンク８給湯配管９ミキシングバルブ１０出湯口１５風呂用熱交換器２０風呂用保温回路２５風呂用ポンプ３０切換手段３５出湯温度検知サーミスタ３９出湯用配管（出湯用保温回路）４４水熱交換器

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】加熱部（４４）にて加熱した温湯を貯溜
する貯湯タンク（１）を備えた給湯装置において、浴槽
保温、床暖房等のための保温回路（２０）を設け、この
保温回路（２０）を流通する温水と上記加熱部（４４）
で加熱された温湯とを熱交換可能にしたことを特徴とす
る給湯装置。
【請求項２】加熱部（４４）にて加熱した温湯を貯溜
する貯湯タンク（１）を備え、貯湯タンク（１）内の温
湯を給湯配管（８）から出湯口（１０）へと供給する給
湯装置において、上記出湯口（１０）近傍の給湯配管
（８）を通る保温回路（３９）を設け、上記加熱部（４
４）で加熱した温湯を上記貯湯タンク（１）と上記保温
回路（３９）とに切換出湯するための切換手段（３０）
を設けたことを特徴とする給湯装置。