JP2004218909A - 給湯機 - Google Patents
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Abstract
【課題】暖房運転を安定して継続できる給湯機を提供すること。
【解決手段】給湯用熱交換器によって加熱された温水を給湯タンクに貯留し、給湯タンクに貯留した温水を利用して暖房用熱交換器の利用側配管を流れる媒体を加熱する給湯機であって、給湯タンク内の温水を暖房用熱交換器に導き、暖房用熱交換器で熱交換した温水を給湯タンクに戻すことにより暖房用熱交換器を利用する第１の運転モードと、給湯用熱交換器によって加熱された温水を暖房用熱交換器に導き、暖房用熱交換器で熱交換した温水を給湯用熱交換器に戻すことにより暖房用熱交換器を利用する第２の運転モードとを有することを特徴とする給湯機。
【選択図】 図１
【解決手段】給湯用熱交換器によって加熱された温水を給湯タンクに貯留し、給湯タンクに貯留した温水を利用して暖房用熱交換器の利用側配管を流れる媒体を加熱する給湯機であって、給湯タンク内の温水を暖房用熱交換器に導き、暖房用熱交換器で熱交換した温水を給湯タンクに戻すことにより暖房用熱交換器を利用する第１の運転モードと、給湯用熱交換器によって加熱された温水を暖房用熱交換器に導き、暖房用熱交換器で熱交換した温水を給湯用熱交換器に戻すことにより暖房用熱交換器を利用する第２の運転モードとを有することを特徴とする給湯機。
【選択図】 図１
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、給湯用熱交換器によって加熱された温水を給湯タンクに貯留し、給湯タンクに貯留した温水を利用して暖房用熱交換器の利用側配管を流れる媒体を加熱する給湯機に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、冷凍サイクルを用いたヒートポンプ式給湯機が提案されており、例えば冷凍サイクルを利用して給湯タンク内に温水を貯留するものや、浴槽への給湯を行うものが提案されている（例えば特許文献１、特許文献２参照）。
【０００３】
【特許文献１】
特開２００２−１３０８１９号公報
【特許文献２】
特開２００２−２４３２７４号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
一方、近年二酸化炭素を冷媒として用いた冷凍サイクルが提案されはじめ、二酸化炭素を冷媒として用い、臨界圧を越える圧力で運転することで、高温の熱を利用することができるようになり、貯湯や給湯だけでなく暖房機器の熱源としての利用が望まれている。
しかし、貯湯や給湯機能以外に、暖房機器の熱源として利用するためには、冷凍サイクルの負担が大きく、安定した熱源の供給は困難である。
【０００５】
そこで、本発明は、暖房運転を安定して継続できる給湯機を提供することを目的とする。
特に本発明は、暖房運転に給湯タンク内の温水を利用するとともに、給湯タンク内に必要量の温水が貯留していない場合でも暖房運転を継続することができる給湯機を提供することを目的とする。
また本発明は、給湯用熱交換器を利用した暖房運転を行いながら、給湯用タンク内に温水を貯留することができる給湯機を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
請求項１記載の本発明の給湯機は、給湯用熱交換器によって加熱された温水を給湯タンクに貯留し、前記給湯タンクに貯留した温水を利用して暖房用熱交換器の利用側配管を流れる媒体を加熱する給湯機であって、前記給湯タンク内の温水を前記暖房用熱交換器に導き、前記暖房用熱交換器で熱交換した温水を前記給湯タンクに戻すことにより前記暖房用熱交換器を利用する第１の運転モードと、前記給湯用熱交換器によって加熱された温水を前記暖房用熱交換器に導き、前記暖房用熱交換器で熱交換した温水を前記給湯用熱交換器に戻すことにより前記暖房用熱交換器を利用する第２の運転モードとを有することを特徴とする。
請求項２記載の本発明の給湯機は、給湯用熱交換器によって加熱された温水を給湯タンクに貯留し、前記給湯タンクに貯留した温水を利用して暖房用熱交換器の利用側配管を流れる媒体を加熱する給湯機であって、前記給湯タンク内の温水を前記暖房用熱交換器に導き、前記暖房用熱交換器で熱交換した温水を前記給湯タンクに戻すことにより前記暖房用熱交換器を利用する第１の運転モードと、前記給湯用熱交換器によって加熱された温水を前記暖房用熱交換器に導き、前記暖房用熱交換器で熱交換した温水を前記給湯タンクに戻し、前記給湯タンク内の低温水を前記給湯用熱交換器に導くことにより前記暖房用熱交換器を利用する第３の運転モードとを有することを特徴とする。
請求項３記載の本発明の給湯機は、給湯用熱交換器によって加熱された温水を給湯タンクに貯留し、前記給湯タンクに貯留した温水を利用して暖房用熱交換器の利用側配管を流れる媒体を加熱する給湯機であって、前記給湯用熱交換器によって加熱された温水を前記暖房用熱交換器に導き、前記暖房用熱交換器で熱交換した温水を前記給湯用熱交換器に戻すことにより前記暖房用熱交換器を利用する第２の運転モードと、前記給湯用熱交換器によって加熱された温水を前記暖房用熱交換器に導き、前記暖房用熱交換器で熱交換した温水を前記給湯タンクに戻し、前記給湯タンク内の低温水を前記給湯用熱交換器に導くことにより前記暖房用熱交換器を利用する第３の運転モードとを有することを特徴とする。
請求項４記載の本発明の給湯機は、給湯用熱交換器によって加熱された温水を給湯タンクに貯留し、前記給湯タンクに貯留した温水を利用して暖房用熱交換器の利用側配管を流れる媒体を加熱する給湯機であって、前記給湯タンク内の温水を前記暖房用熱交換器に導き、前記暖房用熱交換器で熱交換した温水を前記給湯タンクに戻すことにより前記暖房用熱交換器を利用する第１の運転モードと、前記給湯用熱交換器によって加熱された温水を前記暖房用熱交換器に導き、前記暖房用熱交換器で熱交換した温水を前記給湯用熱交換器に戻すことにより前記暖房用熱交換器を利用する第２の運転モードと、前記給湯用熱交換器によって加熱された温水を前記暖房用熱交換器に導き、前記暖房用熱交換器で熱交換した温水を前記給湯タンクに戻し、前記給湯タンク内の低温水を前記給湯用熱交換器に導くことにより前記暖房用熱交換器を利用する第３の運転モードとを有することを特徴とする。
請求項５記載の本発明は、請求項１、請求項２、又は請求項４に記載の給湯機において、前記第１の運転モードでは、前記暖房用熱交換器に導く温水を前記給湯タンクの上部から取り出し、前記暖房用熱交換器で熱交換した温水を前記給湯タンクの下部から戻すことを特徴とする。
請求項６記載の本発明は、請求項１、請求項２、又は請求項４に記載の給湯機において、前記第１の運転モードにおいて、前記暖房用熱交換器に導く温水温度が所定温度以下となった場合には、他の運転モードに切り替えることを特徴とする。
請求項７記載の本発明は、請求項１、請求項３、又は請求項４に記載の給湯機において、前記第２の運転モードにおいて、前記給湯用熱交換器によって加熱された温水の一部を前記給湯タンクに導き、前記給湯タンクの低温水を前記給湯用熱交換器に戻すことを特徴とする。
請求項８記載の本発明は、請求項２、請求項３、又は請求項４に記載の給湯機において、前記第３の運転モードでは、前記給湯用熱交換器に導く低温水を前記給湯タンクの下部から取り出し、前記暖房用熱交換器で熱交換した温水を前記給湯タンクの上部から戻すことを特徴とする。
請求項９記載の本発明は、請求項５に記載の給湯機において、前記給湯タンクの下部から戻す下部戻し管を、前記給湯タンクの上部と下部との間に複数設け、前記下部戻し管を流れる温水温度に応じて、少なくともいずれか一つの下部戻し管から温水を流入させることを特徴とする。
請求項１０記載の本発明は、請求項１から請求項４のいずれかに記載の給湯機において、前記給湯タンクから温水を流出させる出湯配管として、給湯タンクの上部に接続された出湯配管の他に、給湯タンクの上部と下部との間に複数の出湯配管を設け、利用側配管での利用温度又は設定温度に応じて、少なくともいずれか一つの出湯配管から温水を流出させることを特徴とする。
請求項１１記載の本発明は、請求項１から請求項４のいずれかに記載の給湯機において、前記利用側配管をバイパスするバイパス配管を設け、前記バイパス配管に混合弁を設けたことを特徴とする。
請求項１２記載の本発明は、請求項１から請求項４のいずれかに記載の給湯機において、浴槽内の浴槽水を加熱する沸上手段を設け、前記沸上手段を、前記浴槽内の浴槽水を前記給湯タンク内に配置した前記浴槽用熱交換器に導き、前記浴槽用熱交換器で加熱された温水を前記浴槽に導く浴槽用配管と、前記浴槽用配管内の温水を循環させる循環ポンプとによって構成したことを特徴とする。
請求項１３記載の本発明は、請求項１から請求項４のいずれかに記載の給湯機において、前記暖房用熱交換器に代えて浴槽用熱交換器とし、前記浴槽用熱交換器の利用側配管に浴槽内の浴槽水を導くことを特徴とする。
【０００７】
【発明の実施の形態】
本発明による第１の実施の形態による給湯機は、給湯タンク内の温水を暖房用熱交換器に導き、暖房用熱交換器で熱交換した温水を給湯タンクに戻すことにより暖房用熱交換器を利用する第１の運転モードと、給湯用熱交換器によって加熱された温水を暖房用熱交換器に導き、暖房用熱交換器で熱交換した温水を給湯用熱交換器に戻すことにより暖房用熱交換器を利用する第２の運転モードとを有するものである。本実施の形態によれば、第１の運転モードによって、給湯タンク内の温水を利用した暖房運転を行うことができ、例えば電気料金が安い時間帯に貯留した温水を利用して暖房運転を行うことができる。また本実施の形態によれば、第２の運転モードによって、給湯用熱交換器を利用した暖房運転を行うことができ、例えば給湯タンク内に必要量の温水が貯留していない場合でも暖房運転を行うことができる。
本発明による第２の実施の形態による給湯機は、給湯タンク内の温水を暖房用熱交換器に導き、暖房用熱交換器で熱交換した温水を給湯タンクに戻すことにより暖房用熱交換器を利用する第１の運転モードと、給湯用熱交換器によって加熱された温水を暖房用熱交換器に導き、暖房用熱交換器で熱交換した温水を給湯タンクに戻し、給湯タンク内の低温水を給湯用熱交換器に導くことにより暖房用熱交換器を利用する第３の運転モードとを有するものである。本実施の形態によれば、第１の運転モードによって、給湯タンク内の温水を利用した暖房運転を行うことができ、例えば電気料金が安い時間帯に貯留した温水を利用して暖房運転を行うことができる。また本実施の形態によれば、第３の運転モードによって、給湯用熱交換器を利用した暖房運転を行いながら、給湯用タンク内に温水を貯留することができる。
本発明による第３の実施の形態による給湯機は、給湯用熱交換器によって加熱された温水を暖房用熱交換器に導き、暖房用熱交換器で熱交換した温水を給湯用熱交換器に戻すことにより暖房用熱交換器を利用する第２の運転モードと、給湯用熱交換器によって加熱された温水を暖房用熱交換器に導き、暖房用熱交換器で熱交換した温水を給湯タンクに戻し、給湯タンク内の低温水を給湯用熱交換器に導くことにより暖房用熱交換器を利用する第３の運転モードとを有するものである。本実施の形態によれば、第２の運転モードによって、給湯用熱交換器を利用した暖房運転を行うことができ、例えば給湯タンク内に必要量の温水が貯留していない場合でも暖房運転を行うことができる。また本実施の形態によれば、第３の運転モードによって、給湯用熱交換器を利用した暖房運転を行いながら、給湯用タンク内に温水を貯留することができる。
本発明による第４の実施の形態による給湯機は、給湯タンク内の温水を暖房用熱交換器に導き、暖房用熱交換器で熱交換した温水を給湯タンクに戻すことにより暖房用熱交換器を利用する第１の運転モードと、給湯用熱交換器によって加熱された温水を暖房用熱交換器に導き、暖房用熱交換器で熱交換した温水を給湯用熱交換器に戻すことにより暖房用熱交換器を利用する第２の運転モードと、給湯用熱交換器によって加熱された温水を暖房用熱交換器に導き、暖房用熱交換器で熱交換した温水を給湯タンクに戻し、給湯タンク内の低温水を給湯用熱交換器に導くことにより暖房用熱交換器を利用する第３の運転モードとを有するものである。本実施の形態によれば、第１の運転モードによって、給湯タンク内の温水を利用した暖房運転を行うことができ、例えば電気料金が安い時間帯に貯留した温水を利用して暖房運転を行うことができる。また本実施の形態によれば、第２の運転モードによって、給湯用熱交換器を利用した暖房運転を行うことができ、例えば給湯タンク内に必要量の温水が貯留していない場合でも暖房運転を行うことができる。また本実施の形態によれば、第３の運転モードによって、給湯用熱交換器を利用した暖房運転を行いながら、給湯用タンク内に温水を貯留することができる。
本発明による第５の実施の形態は、第１、第２、第４の実施の形態による給湯機において、第１の運転モードでは、暖房用熱交換器に導く温水を給湯タンクの上部から取り出し、暖房用熱交換器で熱交換した温水を給湯タンクの下部から戻すものである。本実施の形態によれば、給湯タンク内を混合することなく、上層部に貯留する温水を有効に利用することができる。
本発明による第６の実施の形態は、第１、第２、第４の実施の形態による給湯機において、第１の運転モードにおいて、暖房用熱交換器に導く温水温度が所定温度以下となった場合には、他の運転モードに切り替えるものである。本実施の形態によれば、給湯タンク内の温水を利用した第１の運転モードを優先しつつ、給湯タンク内の温水量が足りなくなると給湯用熱交換器を利用した暖房運転とすることができる。
本発明による第７の実施の形態は、第１、第３、第４の実施の形態による給湯機において、第２の運転モードにおいて、給湯用熱交換器によって加熱された温水の一部を給湯タンクに導き、給湯タンクの低温水を給湯用熱交換器に戻すものである。本実施の形態によれば、給湯用熱交換器を用いて暖房運転を行いつつ、例えば暖房負荷が小さい場合などでは余剰温水を給湯タンクに貯留することができる。
本発明による第８の実施の形態は、第２、第３、第４の実施の形態による給湯機において、第３の運転モードでは、給湯用熱交換器に導く低温水を給湯タンクの下部から取り出し、暖房用熱交換器で熱交換した温水を給湯タンクの上部から戻すものである。本実施の形態によれば、特に給湯タンク内の温水温度が、暖房用熱交換器で熱交換した後の温水温度よりも低い場合に、暖房運転に用いた温水を給湯タンクの上層部に有効に貯留しつつ、給湯タンクの下層部に貯留する低温水を取り出すことで給湯タンク内に温水を蓄えることができる。
本発明による第９の実施の形態は、第５の実施の形態による給湯機において、給湯タンクの下部から戻す下部戻し管を、給湯タンクの上部と下部との間に複数設け、下部戻し管を流れる温水温度に応じて、少なくともいずれか一つの下部戻し管から温水を流入させるものである。本実施の形態によれば、暖房用熱交換器で放熱した低温水の流入によって給湯タンク内の温度の異なる温水が混ざり合うことを防止できるとともに、暖房用熱交換器で放熱した低温水の熱も有効に利用することができ、給湯タンク内の上部と下部とで湯温差が生じるように給湯水を貯留することができる。
本発明による第１０の実施の形態は、第１から第４の実施の形態による給湯機において、給湯タンクから温水を流出させる出湯配管として、給湯タンクの上部に接続された出湯配管の他に、給湯タンクの上部と下部との間に複数の出湯配管を設け、利用側配管での利用温度又は設定温度に応じて、少なくともいずれか一つの出湯配管から温水を流出させるものである。本実施の形態によれば、給湯タンクの上部と下部との間で、異なる高さ位置から温水を流出させる出湯配管を設け、出湯配管の流出口を、給湯温度センサで検出した給湯温度に応じて高さ位置を異ならせることで、給湯タンクから流出させる温水を、利用側の要望に合わせた温度の温水を用いることができるため、高温水を不必要に用いることなく、給湯タンク内に、より高温の温水を温存することができる。
本発明による第１１の実施の形態は、第１から第４の実施の形態による給湯機において、利用側配管をバイパスするバイパス配管を設け、バイパス配管に混合弁を設けたものである。本実施の形態によれば、特に、第２の運転モード時や第３の運転モード時に、給湯タンク内に、より高温の温水を貯留することができる。
本発明による第１２の実施の形態は、第１から第４の実施の形態による給湯機において、浴槽内の浴槽水を加熱する沸上手段を設け、沸上手段を、浴槽内の浴槽水を給湯タンク内に配置した浴槽用熱交換器に導き、浴槽用熱交換器で加熱された温水を浴槽に導く浴槽用配管と、浴槽用配管内の温水を循環させる循環ポンプとによって構成したものである。本実施の形態によれば、暖房用熱交換器を用いた暖房運転中に、浴槽の沸き上げを行うことができる。
本発明による第１３の実施の形態は、第１から第４の実施の形態による給湯機において、暖房用熱交換器に代えて浴槽用熱交換器とし、浴槽用熱交換器の利用側配管に浴槽内の浴槽水を導くものである。本実施の形態によれば、既に説明した運転モードを利用して浴槽の沸き上げを行うことができる。
【０００８】
【実施例】
以下、本発明の一実施例による給湯機について図面を用いて説明する。
図１から図６は、本実施例による給湯機の回路構成図である。
本実施例による給湯機は、給湯ユニット１０と、ヒートポンプユニット６０と、暖房ユニット８０とから構成される。
給湯ユニット１０は、温水を貯留する給湯タンク１１と、給湯タンク１１の低温水をヒートポンプユニット６０に導き、このヒートポンプユニット６０で加熱した温水を給湯タンク１１に戻すための循環ポンプ１２と、給湯タンク１１内の温水を暖房ユニット８０で利用するための暖房用熱交換器１３とを備えている。
ヒートポンプユニット６０は、圧縮機６１、給湯用熱交換器６２、膨張弁６３、蒸発器６４を配管にて環状に接続し、冷凍サイクルを構成している。給湯用熱交換器６２は、冷凍サイクルを構成する熱源側配管と給湯ユニット１０を構成する利用側配管との間で熱交換を行う。利用側配管側で高温水を得るためには、冷凍サイクルは、冷媒として二酸化炭素を用い、臨界圧を越える圧力で運転することが好ましい。
暖房ユニット８０は、例えば温水配管を備えた床暖房装置、温風装置、乾燥装置、又は除湿装置など主に暖房機能を備えた空調機器からなるユニットである。暖房ユニット８０は、暖房用熱交換器１３の利用側配管と循環ポンプ１４とともに、第２利用側配管４９にて環状に接続した温水回路を備えている。
【０００９】
給湯用配管４１は、一端が給湯タンク１１の底部に接続され、給湯用熱交換器６２の利用側配管を構成し、他端が給湯タンク１１の上部に接続され、管路中に循環ポンプ１２を備えている。給湯用配管４１の一端側には、給湯タンク１１内の貯留水の流出を制御する開閉弁２１が設けられている。この開閉弁２１と給湯用熱交換器６２との間の給湯用配管４１には、三方弁２２が設けられている。一方、給湯用管４１の他端側には、給湯タンク１１内への温水の流入を制御する分配弁２３が設けられている。循環ポンプ１２は、二方弁２１と三方弁２２との間の給湯用配管４１に設けられている。
三方弁２２の流入側接続口と一方の流出側接続口とは、前述のように給湯用配管４１が接続されるが、他方の流出側接続口には第１タンク戻し管４７が接続される。
二方弁２４は、一方に水道管等の水供給配管を接続し、他方に給湯ユニット１０内の出水配管４３を接続している。
混合弁２５は、一方の流入側接続口に出湯配管４２を接続し、他方の流入側接続口に出水配管４３を接続し、流出側接続口に第１利用側配管４４を接続している。
なお、出湯配管４２の一端は、給湯タンク１１の上部に接続されている。また第１利用側配管４４の一端は、浴室、キッチン、又は洗面所等の給湯用の蛇口に接続されている。給水配管４５は、出水配管４３の途中から分岐し、給湯タンク１１の底部に接続されている。
【００１０】
熱源側配管４６は、一端が分配弁２３の流出側接続口に接続され、暖房用熱交換器１３の熱源側配管を構成し、他端が三方弁２７の流入側接続口に接続されている。熱源側配管４６には、流量制御弁２６が設けられている。
三方弁２７は、一方の流出側接続口に循環ポンプ１２の流入側配管を接続し、他方の流出側接続口に第２タンク戻し管４８を接続している。
三方弁２８は、流入側接続口に第１タンク戻し管４７と第２タンク戻し管４８とを接続している。また三方弁２８は、一方の流出側接続口に上部戻し管５０を接続し、他方の流出側接続口に下部戻し管５１を接続している。ここで、上部戻し管５０は、給湯タンク１１の上部に接続され、下部戻し管５１は、給湯タンク１１の下部に接続されている。
なお、熱源側配管４６は、暖房用熱交換器１３の上流側に温度センサ９１を、暖房用熱交換器１３の下流側に温度センサ９２を設けている。また、第２利用側配管４９は、暖房用熱交換器１３の上流側に温度センサ９３を設けている。また熱源側配管４６は、流量センサ９４を設けている。
【００１１】
まず、図１を用いて給湯タンクの沸き上げ運転について説明する。
開閉弁２１は開とし、三方弁２２の流出側接続口は給湯用配管４１側を連通させ、分配弁２３の流出側接続口は給湯用配管４１側を連通させる。
従って、循環ポンプ１２を運転することにより、給湯タンク１１の下部から流出する水は、開閉弁２１、循環ポンプ１２、三方弁２２、給湯用熱交換器６２、分配弁２３を順に通り、再び給湯タンク１１の上部から流入する。
一方、ヒートポンプユニット６０も運転を行う。圧縮機６１で圧縮された冷媒は、給湯用熱交換器６２で放熱し、膨張弁６３で減圧された後、蒸発器６４にて吸熱し、ガス状態で圧縮機６１に吸入される。
従って、給湯用熱交換器６２では、冷凍サイクルを流れる冷媒の熱が給湯用配管４１を流れる水に伝達し、加熱された水は温水となり給湯タンク１１内に蓄えられる。このとき、温水は給湯タンク１１の上部から流入させ、冷水は給湯タンク１１の下部から流出させるため、給湯タンク１１内では、上層部に温水が蓄えられ、この温水層が徐々に厚くなる。そして給湯タンク１１の下部側に設けた温度センサ（図示しない）によって、給湯タンク１１内に十分な温水が蓄積された状態を検知し、沸き上げ運転を終了する。
【００１２】
次に、図２を用いて給湯タンク内の温水を給湯用として利用する場合の給湯運転について説明する。
第１利用側配管４４に接続された蛇口を開くことで給湯水を利用することができる。給湯温度は、混合弁２５の流入側流路の混合比を変更することで調整される。給湯温度を高くする場合には、出湯配管４２からの流入量を増加させ、給湯温度を低くする場合には、出水配管４３からの流入量を増加させる。
給湯タンク１１内は、出湯配管４２から温水が流出することで圧力が低下する。従って、出湯配管４２からの温水の流出量だけ、給水配管４５から給湯タンク１１内に水が流入する。そして、温度センサによって給湯タンク１１内の温水量が所定量よりも少なくなったことを検知した場合には、沸き上げ運転を再開する。
【００１３】
次に、図３を用いて給湯タンク内の温水を利用した暖房運転（第１の運転モード）について説明する。
この第１の運転モードでは、開閉弁２１を閉とし、三方弁２２の流出側接続口は第１タンク戻し管４７側を連通させ、三方弁２８の流出側接続口は下部戻し管５１側を連通させる。また、分配弁２３は、給湯タンク１１との間の給湯用配管４１を流入側開口とし、熱源側配管４６を流出側開口とする。また、三方弁２７は、第２戻し管４８側を閉とし、循環ポンプ１２側を開とする。
従って、循環ポンプ１２を運転することにより、給湯タンク１１の上部から流出する温水は、分配弁２３、暖房用熱交換器１３、三方弁２７、循環ポンプ１２、三方弁２２、三方弁２８、下部戻し管５１を順に通り、再び給湯タンク１１の下部から流入する。
一方、暖房ユニット８０も運転を行う。循環ポンプ１４を運転することで、暖房用熱交換器１３では、熱源側配管４６を流れる温水の熱が第２利用側配管４９を流れる水に伝達し、加熱された水は温水となり暖房ユニット８０側を循環する。このとき、温水は給湯タンク１１の上部から流入させ、暖房用熱交換器１３で熱を奪われた低温水は給湯タンク１１の下部から流出させるため、給湯タンク１１内では、温水層が徐々に薄くなる。そして給湯タンク１１の上部側に設けた温度センサ（図示しない）によって、給湯タンク１１内の温水量が所定量以下となった状態を検知した場合には、沸き上げ運転を再開するか、又は第２運転モード若しくは第３運転モードに切り替えることで暖房運転を継続する。
【００１４】
次に、図４を用いて給湯用熱交換器を利用した暖房運転（第２の運転モード）について説明する。
この第２の運転モードでは、開閉弁２１を閉とし、三方弁２２の流出側接続口は給湯用配管４１側を連通させ、分配弁２３の流出側接続口は熱源側配管４６側を連通させる。また、三方弁２７は、第２戻し管４８側を閉とし、循環ポンプ１２側を開とする。
一方、ヒートポンプユニット６０も運転を行う。圧縮機６１で圧縮された冷媒は、給湯用熱交換器６２で放熱し、膨張弁６３で減圧された後、蒸発器６４にて吸熱し、ガス状態で圧縮機６１に吸入される。
従って、循環ポンプ１２を運転することにより、暖房用熱交換器１３を通った低温水は、三方弁２７、循環ポンプ１２、三方弁２２を通って給湯用熱交換器６２に流入する。そして、給湯用熱交換器６２で加熱された高温水は、分配弁２３を経由して、再び暖房用熱交換器１３に流入する。
また、暖房ユニット８０も運転を行う。循環ポンプ１４を運転することで、暖房用熱交換器１３では、熱源側配管４６を流れる温水の熱が第２利用側配管４９を流れる水に伝達し、加熱された水は温水となり暖房ユニット８０側を循環する。
【００１５】
なお、この第２の運転モードにおいて、給湯用熱交換器６２での能力が暖房ユニット８０での暖房負荷を上回る場合について図５を用いて説明する。
この運転モードでは、分配弁２３の他の流出側開口となる給湯タンク１１に接続されている給湯用配管４１に、一部の高温水を流出させるものである。なお、開閉弁２１の開度を調整し、給湯タンク１１内の低温水を流出させる。
このように、一部の高温水を給湯タンク１１内に戻すことで、暖房運転を継続しつつ、給湯タンク１１内にも温水を蓄積することができる。
なお、この場合の給湯用熱交換器６２での能力と暖房ユニット８０での暖房負荷との関係は、温度センサ９２での検出温度で判定できる他、温度センサ９１と温度センサ９２との検出温度から更に正確に判定することができる。また、給湯タンク１１への高温水の分配量は、分配弁２３や開閉弁２１によっても調整は可能であるが、熱源側配管４６を流れる温水量を流量センサ９４にて検出し、流量制御弁２６を制御することによっても調整することができる。
【００１６】
次に、図６を用いて給湯タンクへの蓄熱を伴う暖房運転（第３の運転モード）について説明する。
この第３の運転モードでは、開閉弁２１を開とし、三方弁２２の流出側接続口は給湯用配管４１側を連通させ、分配弁２３の流出側接続口は熱源側配管４６側を連通させる。また、三方弁２７は、第２戻し管４８側を開とし、循環ポンプ１２側を閉とする。また三方弁２８は、上部戻し管５０側を開とし、下部戻し管５１側を閉とする。
一方、ヒートポンプユニット６０も運転を行う。圧縮機６１で圧縮された冷媒は、給湯用熱交換器６２で放熱し、膨張弁６３で減圧された後、蒸発器６４にて吸熱し、ガス状態で圧縮機６１に吸入される。
従って、循環ポンプ１２を運転することにより、給湯タンク１１の下部から流出する水は、開閉弁２１、循環ポンプ１２、三方弁２２を順に通って給湯用熱交換器６２に導かれる。そして給湯用熱交換器６２で加熱された水は、高温水となり分配弁２３を経由して暖房用熱交換器１３に導かれ、この暖房用熱交換器１３を通った高温水は低温水となり、三方弁２７、三方弁２８、上部戻し管５０を通って給湯タンク１１に流入する。
また、暖房ユニット８０も運転を行う。循環ポンプ１４を運転することで、暖房用熱交換器１３では、熱源側配管４６を流れる温水の熱を、第２利用側配管４９を流れる水に伝達し、加熱された水は温水となりが暖房ユニット８０側を循環する。
本運転モードによれば、暖房ユニット８０での暖房運転を継続しながら、暖房用熱交換器１３を通った中低温の温水を給湯タンク１１に蓄積することで、中低温の温水を有効に活用することができる。
【００１７】
以下、本発明の他の実施例による給湯機について図面を用いて説明する。なお、同一機能を有する部材には同一番号を付して説明を省略する。
図７は、本実施例による給湯機の回路構成図である。
本実施例による給湯機は、暖房用熱交換器１３をバイパスする配管を第２利用側配管４９に設け、このバイパス管に混合弁３０を設けたものである。
この混合弁３０によって、循環ポンプ１４から吐出された温水の一部は、暖房用熱交換器１３を通ることなく、暖房用熱交換器１３から流出した温水と混合され、暖房ユニット８０に流れる。
本実施例のように、暖房用熱交換器１３をバイパスするバイパス管に混合弁３０を設け、循環ポンプ１４から吐出された温水の一部を、暖房用熱交換器１３をバイパスさせることで、暖房ユニット８０では、暖房負荷に対応した運転を行うことができる。この混合弁３０は、暖房ユニット８０側で設定した温度と温度センサ９３との比較によって、温度センサ９３での検出温度が設定温度より高ければバイパス量を増加させ、温度センサ９３での検出温度が設定温度以下であれば、バイパス量を減少させる方向に制御する。
混合弁３０を制御することで、バイパス量が増加すれば、暖房用熱交換器１３での熱交換量は減少し、熱源側配管４６を流れる温水は、暖房用熱交換器１３の流出後においても温度低下は少なくなる。
従って、バイパス量を増加させる状態では、第２の運転モード時に、図５に示すように分配弁２３から給湯タンク１１に高温水を貯留することができる。また、第３の運転モード時には、給湯タンク１１内に、より高温の温水を貯留することができる。
【００１８】
図８は、更に他の実施例による給湯機の回路構成図である。
本実施例による給湯機は、出湯配管として、給湯タンク１１の上部に接続された第１の出湯配管４２Ａの他に、給湯タンク１１の上部と下部との間に接続された、第２の出湯配管４２Ｂ及び第３の出湯配管４２Ｃとを備えている。本実施例では、給湯タンク１１の上部と下部との間に２つの出湯配管４２Ｂ、４２Ｃを設けたものを示しているが、更に多くの出湯配管を高さ方向の位置を異ならせて設けてもよい。本実施例では、第２の出湯配管４２Ｂは、第３の出湯配管４２Ｃよりも高い位置に設けている。また出湯配管４２Ａには開閉弁３１Ａを、第２の出湯配管４２Ｂには開閉弁３１Ｂを、第３の出湯配管４２Ｃには開閉弁３１Ｃを設け、これら開閉弁３１Ａ、３１Ｂ、３１Ｃの開閉動作によって、少なくともいずれか一つの出湯配管４２Ａ、４２Ｂ、４２Ｃから温水を流出させている。
また、本実施例による給湯機は、下部戻し管５１として、給湯タンク１１の上部と下部との間に接続された、第１の下部戻し管５１Ａ及び第２の下部戻し管５１Ｂと、給湯タンク１１の下部に接続された第３の下部戻し管５１Ｃを備えている。本実施例では、下部戻し管として給湯タンク１１の上部と下部との間に２つの下部戻し管５１Ａ、５１Ｂを設けたものを示しているが、更に多くの下部戻し管５１を高さ方向の位置を異ならせて設けてもよい。本実施例では、第１の下部戻し管５１Ａは、第２の下部戻し管５１Ｂよりも高い位置に設けている。また第１の下部戻し管５１Ａには開閉弁３２Ａを、第２の下部戻し管５１Ｂには開閉弁３２Ｂを、第３の下部戻し管５１Ｃには開閉弁３２Ｃを設け、これら開閉弁３２Ａ、３２Ｂ、３２Ｃの開閉動作によって、少なくともいずれか一つの下部戻し管５１Ａ、５１Ｂ、５１Ｃから低温水を流入させている。
【００１９】
本実施例のように、出湯配管として、給湯タンク１１の上部に接続された第１の出湯配管４２Ａの他に、給湯タンク１１の上部と下部との間に複数の出湯配管４２Ｂ、４２Ｃを設けることで、第１利用側配管４４での利用温度又は設定温度に応じた温度の温水を供給することができる。従って、給湯タンク１１の上部に貯留されている高温の温水を温存することができる。なお、図示はしないが、給湯温度センサを、給湯タンク１１の上部と下部との間で、異なる高さ位置に複数設けることが好ましい。
以上のように本実施例によれば、給湯タンク１１の上部と下部との間で、異なる高さ位置から温水を流出させる出湯配管４２Ｂ、４２Ｃを設け、出湯配管４２Ｂ、４２Ｃの流出口を、給湯温度センサで検出した給湯温度に応じて高さ位置を異ならせることで、給湯タンク１１から流出させる温水を、利用側の要望に合わせた温度の温水を用いることができるため、高温水を不必要に用いることなく、給湯タンク１１内に、より高温の温水を温存することができる。
【００２０】
また本実施例のように、下部戻し管５１として、給湯タンク１１の下部に接続された第３の下部戻し管５１Ｃの他に、給湯タンク１１の上部と下部との間に複数の下部戻し管５１Ａ、５１Ｂを設けることで、図３に示す第１の運転モードにおいて、暖房用熱交換器１３での暖房負荷に応じて、熱源側配管４６から戻ってくる温水の温度に応じて給湯タンク１１内に温水を流入させることができる。
以上のように本実施例によれば、暖房用熱交換器１３で放熱した低温水の流入によって給湯タンク１１内の温度の異なる温水が混ざり合うことを防止できるとともに、暖房用熱交換器１３で放熱した低温水の熱も有効に利用することができ、給湯タンク１１内の上部と下部とで湯温差が生じるように給湯水を貯留することができる。
また、給湯温度センサを給湯タンク１１への流入と、給湯タンク１１からの流出の両方に利用することで、給湯タンク１１内の温度差を確保して、より高温の温水を温存することができる。従って、給湯タンクの小型化が実現でき、小型の給湯タンクであっても、高温水を有効に利用することができる。
【００２１】
図９は、更に他の実施例による給湯機の回路構成図である。
本実施例による給湯機は、図７に示す混合弁３０を図８に示す実施例に更に加えたものである。
従って、バイパス量を増加させる状態では、図３に示す第１の運転モードにおいて、暖房用熱交換器１３での暖房負荷に応じて、熱源側配管４６から戻ってくる温水の温度に応じて給湯タンク１１内に温水を流入させることができる効果が更に高まる。
【００２２】
図１０は、更に他の実施例による給湯機の回路構成図である。
本実施例による給湯機は、図７に示す実施例に、更に浴槽７０内の浴槽水を加熱する沸上機能と、浴槽７０内に注湯する注湯機能と、浴室乾燥ユニット９０を設けたものである。
浴槽７０内の浴槽水を加熱する沸上機能は、浴槽７０内の浴槽水を給湯タンク１１内に配置した浴槽用熱交換器１５に導き、浴槽用熱交換器１５で加熱された温水を浴槽７０に導く浴槽用配管７２と、この浴槽用配管７２内の温水を循環させる循環ポンプ７１とによって構成されている。なお、浴槽用配管７２には、浴槽用熱交換器１５をバイパスする配管が設けられ、このバイパス管には混合弁７３を設けている。この混合弁７３によって、循環ポンプ７１から吐出された温水の一部は、浴槽用熱交換器１５を通ることなく、浴槽用熱交換器１５から流出した温水と混合され、浴槽７２に流れる。
浴槽７０内に注湯する注湯機能は、出水配管４３から分岐させた冷水側注湯用配管５４Ａと、出湯配管４２から分岐させた温水側注湯用配管５４Ｂと、冷水側注湯用配管５４Ａと温水側注湯用配管５４Ｂとを流入側接続口に接続する混合弁５３と、混合弁５３の流出側接続口に接続される注湯用配管５５と、この注湯用配管５５に設けた開閉弁５６とから構成され、注湯用配管５５は浴槽用配管７２に接続している。
浴室乾燥ユニット９０は、暖房ユニット８０と並列に設けられており、暖房用熱交換器１３の利用側配管と循環ポンプ１４とともに、第２利用側配管５２にて環状に接続して構成されている。
本実施例によれば、暖房用熱交換器１３を用いて浴室乾燥ユニット９０を運転することができるとともに、暖房用熱交換器１３を用いた暖房運転中に、浴槽７０の沸き上げや注湯を行うことができる。
【００２３】
図１１は、更に他の実施例による給湯機の回路構成図である。
本実施例による給湯機は、図１０に示す実施例と同様に、浴槽７０内の浴槽水を加熱する沸上機能と、浴槽７０内に注湯する注湯機能と、浴室乾燥ユニット９０を設けたものである。
また、本実施例による給湯機は、図８に示す実施例と同様に、出湯配管として、給湯タンク１１の上部に接続された第１の出湯配管４２Ａの他に、第２の出湯配管４２Ｂ及び第３の出湯配管４２Ｃとを備えている。本実施例では、第２の出湯配管４２Ｂは、第３の出湯配管４２Ｃよりも高い位置に設けている。また出湯配管４２Ａには開閉弁３１Ａを、第２の出湯配管４２Ｂには開閉弁３１Ｂを、第３の出湯配管４２Ｃには開閉弁３１Ｃを設け、これら開閉弁３１Ａ、３１Ｂ、３１Ｃの開閉動作によって、少なくともいずれか一つの出湯配管４２Ａ、４２Ｂ、４２Ｃから温水を流出させている。
また、本実施例による給湯機は、図８に示す実施例と同様に、下部戻し管５１として、第１の下部戻し管５１Ａ及び第２の下部戻し管５１Ｂと、給湯タンク１１の下部に接続された第３の下部戻し管５１Ｃを備えている。本実施例では、第１の下部戻し管５１Ａは、第２の下部戻し管５１Ｂよりも高い位置に設けている。また第１の下部戻し管５１Ａには開閉弁３２Ａを、第２の下部戻し管５１Ｂには開閉弁３２Ｂを、第３の下部戻し管５１Ｃには開閉弁３２Ｃを設け、これら開閉弁３２Ａ、３２Ｂ、３２Ｃの開閉動作によって、少なくともいずれか一つの下部戻し管５１Ａ、５１Ｂ、５１Ｃから低温水を流入させている。
本実施例によれば、暖房用熱交換器１３を用いて浴室乾燥ユニット９０を運転することができるとともに、暖房用熱交換器１３を用いた暖房運転中に、浴槽７０の沸き上げや注湯を行うことができる。
なお、図１０及び図１１の実施例では、暖房用熱交換器１３とともに浴槽用熱交換器１５を設けた場合を説明したが、図１から図９に示す実施例で説明した暖房用熱交換器１３を浴槽用熱交換器とし、この浴槽用熱交換器の利用側配管に浴槽７０内の浴槽水を導く構成であってもよく、この場合には、既に説明した運転モードを利用した浴槽の沸き上げを行うことができる。
【００２４】
【発明の効果】
本発明によれば、暖房運転に給湯タンク内の温水を利用するとともに、給湯タンク内に必要量の温水が貯留していない場合でも暖房運転を継続することができる。
また本発明によれば、給湯用熱交換器を利用した暖房運転を行いながら、給湯用タンク内に温水を貯留することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例による給湯機の給湯タンクの沸き上げ運転を示す回路構成図
【図２】本実施例による給湯機の給湯タンク内の温水を給湯用として利用する場合の給湯運転を示す回路構成図
【図３】本実施例による給湯機の第１の運転モードを示す回路構成図
【図４】本実施例による給湯機の第２の運転モードを示す回路構成図
【図５】本実施例による給湯機の第２の運転モードの他の状態を示す回路構成図
【図６】本実施例による給湯機の第３の運転モードを示す回路構成図
【図７】本発明の他の実施例による給湯機の回路構成図
【図８】本発明の更に他の実施例による給湯機の回路構成図
【図９】本発明の更に他の実施例による給湯機の回路構成図
【図１０】本発明の更に他の実施例による給湯機の回路構成図
【図１１】本発明の更に他の実施例による給湯機の回路構成図
【符号の説明】
１０ 給湯ユニット
１１ 給湯タンク
１２ 循環ポンプ
１３ 暖房用熱交換器
１４ 循環ポンプ
６０ ヒートポンプユニット
８０ 暖房ユニット
【発明の属する技術分野】
本発明は、給湯用熱交換器によって加熱された温水を給湯タンクに貯留し、給湯タンクに貯留した温水を利用して暖房用熱交換器の利用側配管を流れる媒体を加熱する給湯機に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、冷凍サイクルを用いたヒートポンプ式給湯機が提案されており、例えば冷凍サイクルを利用して給湯タンク内に温水を貯留するものや、浴槽への給湯を行うものが提案されている（例えば特許文献１、特許文献２参照）。
【０００３】
【特許文献１】
特開２００２−１３０８１９号公報
【特許文献２】
特開２００２−２４３２７４号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
一方、近年二酸化炭素を冷媒として用いた冷凍サイクルが提案されはじめ、二酸化炭素を冷媒として用い、臨界圧を越える圧力で運転することで、高温の熱を利用することができるようになり、貯湯や給湯だけでなく暖房機器の熱源としての利用が望まれている。
しかし、貯湯や給湯機能以外に、暖房機器の熱源として利用するためには、冷凍サイクルの負担が大きく、安定した熱源の供給は困難である。
【０００５】
そこで、本発明は、暖房運転を安定して継続できる給湯機を提供することを目的とする。
特に本発明は、暖房運転に給湯タンク内の温水を利用するとともに、給湯タンク内に必要量の温水が貯留していない場合でも暖房運転を継続することができる給湯機を提供することを目的とする。
また本発明は、給湯用熱交換器を利用した暖房運転を行いながら、給湯用タンク内に温水を貯留することができる給湯機を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
請求項１記載の本発明の給湯機は、給湯用熱交換器によって加熱された温水を給湯タンクに貯留し、前記給湯タンクに貯留した温水を利用して暖房用熱交換器の利用側配管を流れる媒体を加熱する給湯機であって、前記給湯タンク内の温水を前記暖房用熱交換器に導き、前記暖房用熱交換器で熱交換した温水を前記給湯タンクに戻すことにより前記暖房用熱交換器を利用する第１の運転モードと、前記給湯用熱交換器によって加熱された温水を前記暖房用熱交換器に導き、前記暖房用熱交換器で熱交換した温水を前記給湯用熱交換器に戻すことにより前記暖房用熱交換器を利用する第２の運転モードとを有することを特徴とする。
請求項２記載の本発明の給湯機は、給湯用熱交換器によって加熱された温水を給湯タンクに貯留し、前記給湯タンクに貯留した温水を利用して暖房用熱交換器の利用側配管を流れる媒体を加熱する給湯機であって、前記給湯タンク内の温水を前記暖房用熱交換器に導き、前記暖房用熱交換器で熱交換した温水を前記給湯タンクに戻すことにより前記暖房用熱交換器を利用する第１の運転モードと、前記給湯用熱交換器によって加熱された温水を前記暖房用熱交換器に導き、前記暖房用熱交換器で熱交換した温水を前記給湯タンクに戻し、前記給湯タンク内の低温水を前記給湯用熱交換器に導くことにより前記暖房用熱交換器を利用する第３の運転モードとを有することを特徴とする。
請求項３記載の本発明の給湯機は、給湯用熱交換器によって加熱された温水を給湯タンクに貯留し、前記給湯タンクに貯留した温水を利用して暖房用熱交換器の利用側配管を流れる媒体を加熱する給湯機であって、前記給湯用熱交換器によって加熱された温水を前記暖房用熱交換器に導き、前記暖房用熱交換器で熱交換した温水を前記給湯用熱交換器に戻すことにより前記暖房用熱交換器を利用する第２の運転モードと、前記給湯用熱交換器によって加熱された温水を前記暖房用熱交換器に導き、前記暖房用熱交換器で熱交換した温水を前記給湯タンクに戻し、前記給湯タンク内の低温水を前記給湯用熱交換器に導くことにより前記暖房用熱交換器を利用する第３の運転モードとを有することを特徴とする。
請求項４記載の本発明の給湯機は、給湯用熱交換器によって加熱された温水を給湯タンクに貯留し、前記給湯タンクに貯留した温水を利用して暖房用熱交換器の利用側配管を流れる媒体を加熱する給湯機であって、前記給湯タンク内の温水を前記暖房用熱交換器に導き、前記暖房用熱交換器で熱交換した温水を前記給湯タンクに戻すことにより前記暖房用熱交換器を利用する第１の運転モードと、前記給湯用熱交換器によって加熱された温水を前記暖房用熱交換器に導き、前記暖房用熱交換器で熱交換した温水を前記給湯用熱交換器に戻すことにより前記暖房用熱交換器を利用する第２の運転モードと、前記給湯用熱交換器によって加熱された温水を前記暖房用熱交換器に導き、前記暖房用熱交換器で熱交換した温水を前記給湯タンクに戻し、前記給湯タンク内の低温水を前記給湯用熱交換器に導くことにより前記暖房用熱交換器を利用する第３の運転モードとを有することを特徴とする。
請求項５記載の本発明は、請求項１、請求項２、又は請求項４に記載の給湯機において、前記第１の運転モードでは、前記暖房用熱交換器に導く温水を前記給湯タンクの上部から取り出し、前記暖房用熱交換器で熱交換した温水を前記給湯タンクの下部から戻すことを特徴とする。
請求項６記載の本発明は、請求項１、請求項２、又は請求項４に記載の給湯機において、前記第１の運転モードにおいて、前記暖房用熱交換器に導く温水温度が所定温度以下となった場合には、他の運転モードに切り替えることを特徴とする。
請求項７記載の本発明は、請求項１、請求項３、又は請求項４に記載の給湯機において、前記第２の運転モードにおいて、前記給湯用熱交換器によって加熱された温水の一部を前記給湯タンクに導き、前記給湯タンクの低温水を前記給湯用熱交換器に戻すことを特徴とする。
請求項８記載の本発明は、請求項２、請求項３、又は請求項４に記載の給湯機において、前記第３の運転モードでは、前記給湯用熱交換器に導く低温水を前記給湯タンクの下部から取り出し、前記暖房用熱交換器で熱交換した温水を前記給湯タンクの上部から戻すことを特徴とする。
請求項９記載の本発明は、請求項５に記載の給湯機において、前記給湯タンクの下部から戻す下部戻し管を、前記給湯タンクの上部と下部との間に複数設け、前記下部戻し管を流れる温水温度に応じて、少なくともいずれか一つの下部戻し管から温水を流入させることを特徴とする。
請求項１０記載の本発明は、請求項１から請求項４のいずれかに記載の給湯機において、前記給湯タンクから温水を流出させる出湯配管として、給湯タンクの上部に接続された出湯配管の他に、給湯タンクの上部と下部との間に複数の出湯配管を設け、利用側配管での利用温度又は設定温度に応じて、少なくともいずれか一つの出湯配管から温水を流出させることを特徴とする。
請求項１１記載の本発明は、請求項１から請求項４のいずれかに記載の給湯機において、前記利用側配管をバイパスするバイパス配管を設け、前記バイパス配管に混合弁を設けたことを特徴とする。
請求項１２記載の本発明は、請求項１から請求項４のいずれかに記載の給湯機において、浴槽内の浴槽水を加熱する沸上手段を設け、前記沸上手段を、前記浴槽内の浴槽水を前記給湯タンク内に配置した前記浴槽用熱交換器に導き、前記浴槽用熱交換器で加熱された温水を前記浴槽に導く浴槽用配管と、前記浴槽用配管内の温水を循環させる循環ポンプとによって構成したことを特徴とする。
請求項１３記載の本発明は、請求項１から請求項４のいずれかに記載の給湯機において、前記暖房用熱交換器に代えて浴槽用熱交換器とし、前記浴槽用熱交換器の利用側配管に浴槽内の浴槽水を導くことを特徴とする。
【０００７】
【発明の実施の形態】
本発明による第１の実施の形態による給湯機は、給湯タンク内の温水を暖房用熱交換器に導き、暖房用熱交換器で熱交換した温水を給湯タンクに戻すことにより暖房用熱交換器を利用する第１の運転モードと、給湯用熱交換器によって加熱された温水を暖房用熱交換器に導き、暖房用熱交換器で熱交換した温水を給湯用熱交換器に戻すことにより暖房用熱交換器を利用する第２の運転モードとを有するものである。本実施の形態によれば、第１の運転モードによって、給湯タンク内の温水を利用した暖房運転を行うことができ、例えば電気料金が安い時間帯に貯留した温水を利用して暖房運転を行うことができる。また本実施の形態によれば、第２の運転モードによって、給湯用熱交換器を利用した暖房運転を行うことができ、例えば給湯タンク内に必要量の温水が貯留していない場合でも暖房運転を行うことができる。
本発明による第２の実施の形態による給湯機は、給湯タンク内の温水を暖房用熱交換器に導き、暖房用熱交換器で熱交換した温水を給湯タンクに戻すことにより暖房用熱交換器を利用する第１の運転モードと、給湯用熱交換器によって加熱された温水を暖房用熱交換器に導き、暖房用熱交換器で熱交換した温水を給湯タンクに戻し、給湯タンク内の低温水を給湯用熱交換器に導くことにより暖房用熱交換器を利用する第３の運転モードとを有するものである。本実施の形態によれば、第１の運転モードによって、給湯タンク内の温水を利用した暖房運転を行うことができ、例えば電気料金が安い時間帯に貯留した温水を利用して暖房運転を行うことができる。また本実施の形態によれば、第３の運転モードによって、給湯用熱交換器を利用した暖房運転を行いながら、給湯用タンク内に温水を貯留することができる。
本発明による第３の実施の形態による給湯機は、給湯用熱交換器によって加熱された温水を暖房用熱交換器に導き、暖房用熱交換器で熱交換した温水を給湯用熱交換器に戻すことにより暖房用熱交換器を利用する第２の運転モードと、給湯用熱交換器によって加熱された温水を暖房用熱交換器に導き、暖房用熱交換器で熱交換した温水を給湯タンクに戻し、給湯タンク内の低温水を給湯用熱交換器に導くことにより暖房用熱交換器を利用する第３の運転モードとを有するものである。本実施の形態によれば、第２の運転モードによって、給湯用熱交換器を利用した暖房運転を行うことができ、例えば給湯タンク内に必要量の温水が貯留していない場合でも暖房運転を行うことができる。また本実施の形態によれば、第３の運転モードによって、給湯用熱交換器を利用した暖房運転を行いながら、給湯用タンク内に温水を貯留することができる。
本発明による第４の実施の形態による給湯機は、給湯タンク内の温水を暖房用熱交換器に導き、暖房用熱交換器で熱交換した温水を給湯タンクに戻すことにより暖房用熱交換器を利用する第１の運転モードと、給湯用熱交換器によって加熱された温水を暖房用熱交換器に導き、暖房用熱交換器で熱交換した温水を給湯用熱交換器に戻すことにより暖房用熱交換器を利用する第２の運転モードと、給湯用熱交換器によって加熱された温水を暖房用熱交換器に導き、暖房用熱交換器で熱交換した温水を給湯タンクに戻し、給湯タンク内の低温水を給湯用熱交換器に導くことにより暖房用熱交換器を利用する第３の運転モードとを有するものである。本実施の形態によれば、第１の運転モードによって、給湯タンク内の温水を利用した暖房運転を行うことができ、例えば電気料金が安い時間帯に貯留した温水を利用して暖房運転を行うことができる。また本実施の形態によれば、第２の運転モードによって、給湯用熱交換器を利用した暖房運転を行うことができ、例えば給湯タンク内に必要量の温水が貯留していない場合でも暖房運転を行うことができる。また本実施の形態によれば、第３の運転モードによって、給湯用熱交換器を利用した暖房運転を行いながら、給湯用タンク内に温水を貯留することができる。
本発明による第５の実施の形態は、第１、第２、第４の実施の形態による給湯機において、第１の運転モードでは、暖房用熱交換器に導く温水を給湯タンクの上部から取り出し、暖房用熱交換器で熱交換した温水を給湯タンクの下部から戻すものである。本実施の形態によれば、給湯タンク内を混合することなく、上層部に貯留する温水を有効に利用することができる。
本発明による第６の実施の形態は、第１、第２、第４の実施の形態による給湯機において、第１の運転モードにおいて、暖房用熱交換器に導く温水温度が所定温度以下となった場合には、他の運転モードに切り替えるものである。本実施の形態によれば、給湯タンク内の温水を利用した第１の運転モードを優先しつつ、給湯タンク内の温水量が足りなくなると給湯用熱交換器を利用した暖房運転とすることができる。
本発明による第７の実施の形態は、第１、第３、第４の実施の形態による給湯機において、第２の運転モードにおいて、給湯用熱交換器によって加熱された温水の一部を給湯タンクに導き、給湯タンクの低温水を給湯用熱交換器に戻すものである。本実施の形態によれば、給湯用熱交換器を用いて暖房運転を行いつつ、例えば暖房負荷が小さい場合などでは余剰温水を給湯タンクに貯留することができる。
本発明による第８の実施の形態は、第２、第３、第４の実施の形態による給湯機において、第３の運転モードでは、給湯用熱交換器に導く低温水を給湯タンクの下部から取り出し、暖房用熱交換器で熱交換した温水を給湯タンクの上部から戻すものである。本実施の形態によれば、特に給湯タンク内の温水温度が、暖房用熱交換器で熱交換した後の温水温度よりも低い場合に、暖房運転に用いた温水を給湯タンクの上層部に有効に貯留しつつ、給湯タンクの下層部に貯留する低温水を取り出すことで給湯タンク内に温水を蓄えることができる。
本発明による第９の実施の形態は、第５の実施の形態による給湯機において、給湯タンクの下部から戻す下部戻し管を、給湯タンクの上部と下部との間に複数設け、下部戻し管を流れる温水温度に応じて、少なくともいずれか一つの下部戻し管から温水を流入させるものである。本実施の形態によれば、暖房用熱交換器で放熱した低温水の流入によって給湯タンク内の温度の異なる温水が混ざり合うことを防止できるとともに、暖房用熱交換器で放熱した低温水の熱も有効に利用することができ、給湯タンク内の上部と下部とで湯温差が生じるように給湯水を貯留することができる。
本発明による第１０の実施の形態は、第１から第４の実施の形態による給湯機において、給湯タンクから温水を流出させる出湯配管として、給湯タンクの上部に接続された出湯配管の他に、給湯タンクの上部と下部との間に複数の出湯配管を設け、利用側配管での利用温度又は設定温度に応じて、少なくともいずれか一つの出湯配管から温水を流出させるものである。本実施の形態によれば、給湯タンクの上部と下部との間で、異なる高さ位置から温水を流出させる出湯配管を設け、出湯配管の流出口を、給湯温度センサで検出した給湯温度に応じて高さ位置を異ならせることで、給湯タンクから流出させる温水を、利用側の要望に合わせた温度の温水を用いることができるため、高温水を不必要に用いることなく、給湯タンク内に、より高温の温水を温存することができる。
本発明による第１１の実施の形態は、第１から第４の実施の形態による給湯機において、利用側配管をバイパスするバイパス配管を設け、バイパス配管に混合弁を設けたものである。本実施の形態によれば、特に、第２の運転モード時や第３の運転モード時に、給湯タンク内に、より高温の温水を貯留することができる。
本発明による第１２の実施の形態は、第１から第４の実施の形態による給湯機において、浴槽内の浴槽水を加熱する沸上手段を設け、沸上手段を、浴槽内の浴槽水を給湯タンク内に配置した浴槽用熱交換器に導き、浴槽用熱交換器で加熱された温水を浴槽に導く浴槽用配管と、浴槽用配管内の温水を循環させる循環ポンプとによって構成したものである。本実施の形態によれば、暖房用熱交換器を用いた暖房運転中に、浴槽の沸き上げを行うことができる。
本発明による第１３の実施の形態は、第１から第４の実施の形態による給湯機において、暖房用熱交換器に代えて浴槽用熱交換器とし、浴槽用熱交換器の利用側配管に浴槽内の浴槽水を導くものである。本実施の形態によれば、既に説明した運転モードを利用して浴槽の沸き上げを行うことができる。
【０００８】
【実施例】
以下、本発明の一実施例による給湯機について図面を用いて説明する。
図１から図６は、本実施例による給湯機の回路構成図である。
本実施例による給湯機は、給湯ユニット１０と、ヒートポンプユニット６０と、暖房ユニット８０とから構成される。
給湯ユニット１０は、温水を貯留する給湯タンク１１と、給湯タンク１１の低温水をヒートポンプユニット６０に導き、このヒートポンプユニット６０で加熱した温水を給湯タンク１１に戻すための循環ポンプ１２と、給湯タンク１１内の温水を暖房ユニット８０で利用するための暖房用熱交換器１３とを備えている。
ヒートポンプユニット６０は、圧縮機６１、給湯用熱交換器６２、膨張弁６３、蒸発器６４を配管にて環状に接続し、冷凍サイクルを構成している。給湯用熱交換器６２は、冷凍サイクルを構成する熱源側配管と給湯ユニット１０を構成する利用側配管との間で熱交換を行う。利用側配管側で高温水を得るためには、冷凍サイクルは、冷媒として二酸化炭素を用い、臨界圧を越える圧力で運転することが好ましい。
暖房ユニット８０は、例えば温水配管を備えた床暖房装置、温風装置、乾燥装置、又は除湿装置など主に暖房機能を備えた空調機器からなるユニットである。暖房ユニット８０は、暖房用熱交換器１３の利用側配管と循環ポンプ１４とともに、第２利用側配管４９にて環状に接続した温水回路を備えている。
【０００９】
給湯用配管４１は、一端が給湯タンク１１の底部に接続され、給湯用熱交換器６２の利用側配管を構成し、他端が給湯タンク１１の上部に接続され、管路中に循環ポンプ１２を備えている。給湯用配管４１の一端側には、給湯タンク１１内の貯留水の流出を制御する開閉弁２１が設けられている。この開閉弁２１と給湯用熱交換器６２との間の給湯用配管４１には、三方弁２２が設けられている。一方、給湯用管４１の他端側には、給湯タンク１１内への温水の流入を制御する分配弁２３が設けられている。循環ポンプ１２は、二方弁２１と三方弁２２との間の給湯用配管４１に設けられている。
三方弁２２の流入側接続口と一方の流出側接続口とは、前述のように給湯用配管４１が接続されるが、他方の流出側接続口には第１タンク戻し管４７が接続される。
二方弁２４は、一方に水道管等の水供給配管を接続し、他方に給湯ユニット１０内の出水配管４３を接続している。
混合弁２５は、一方の流入側接続口に出湯配管４２を接続し、他方の流入側接続口に出水配管４３を接続し、流出側接続口に第１利用側配管４４を接続している。
なお、出湯配管４２の一端は、給湯タンク１１の上部に接続されている。また第１利用側配管４４の一端は、浴室、キッチン、又は洗面所等の給湯用の蛇口に接続されている。給水配管４５は、出水配管４３の途中から分岐し、給湯タンク１１の底部に接続されている。
【００１０】
熱源側配管４６は、一端が分配弁２３の流出側接続口に接続され、暖房用熱交換器１３の熱源側配管を構成し、他端が三方弁２７の流入側接続口に接続されている。熱源側配管４６には、流量制御弁２６が設けられている。
三方弁２７は、一方の流出側接続口に循環ポンプ１２の流入側配管を接続し、他方の流出側接続口に第２タンク戻し管４８を接続している。
三方弁２８は、流入側接続口に第１タンク戻し管４７と第２タンク戻し管４８とを接続している。また三方弁２８は、一方の流出側接続口に上部戻し管５０を接続し、他方の流出側接続口に下部戻し管５１を接続している。ここで、上部戻し管５０は、給湯タンク１１の上部に接続され、下部戻し管５１は、給湯タンク１１の下部に接続されている。
なお、熱源側配管４６は、暖房用熱交換器１３の上流側に温度センサ９１を、暖房用熱交換器１３の下流側に温度センサ９２を設けている。また、第２利用側配管４９は、暖房用熱交換器１３の上流側に温度センサ９３を設けている。また熱源側配管４６は、流量センサ９４を設けている。
【００１１】
まず、図１を用いて給湯タンクの沸き上げ運転について説明する。
開閉弁２１は開とし、三方弁２２の流出側接続口は給湯用配管４１側を連通させ、分配弁２３の流出側接続口は給湯用配管４１側を連通させる。
従って、循環ポンプ１２を運転することにより、給湯タンク１１の下部から流出する水は、開閉弁２１、循環ポンプ１２、三方弁２２、給湯用熱交換器６２、分配弁２３を順に通り、再び給湯タンク１１の上部から流入する。
一方、ヒートポンプユニット６０も運転を行う。圧縮機６１で圧縮された冷媒は、給湯用熱交換器６２で放熱し、膨張弁６３で減圧された後、蒸発器６４にて吸熱し、ガス状態で圧縮機６１に吸入される。
従って、給湯用熱交換器６２では、冷凍サイクルを流れる冷媒の熱が給湯用配管４１を流れる水に伝達し、加熱された水は温水となり給湯タンク１１内に蓄えられる。このとき、温水は給湯タンク１１の上部から流入させ、冷水は給湯タンク１１の下部から流出させるため、給湯タンク１１内では、上層部に温水が蓄えられ、この温水層が徐々に厚くなる。そして給湯タンク１１の下部側に設けた温度センサ（図示しない）によって、給湯タンク１１内に十分な温水が蓄積された状態を検知し、沸き上げ運転を終了する。
【００１２】
次に、図２を用いて給湯タンク内の温水を給湯用として利用する場合の給湯運転について説明する。
第１利用側配管４４に接続された蛇口を開くことで給湯水を利用することができる。給湯温度は、混合弁２５の流入側流路の混合比を変更することで調整される。給湯温度を高くする場合には、出湯配管４２からの流入量を増加させ、給湯温度を低くする場合には、出水配管４３からの流入量を増加させる。
給湯タンク１１内は、出湯配管４２から温水が流出することで圧力が低下する。従って、出湯配管４２からの温水の流出量だけ、給水配管４５から給湯タンク１１内に水が流入する。そして、温度センサによって給湯タンク１１内の温水量が所定量よりも少なくなったことを検知した場合には、沸き上げ運転を再開する。
【００１３】
次に、図３を用いて給湯タンク内の温水を利用した暖房運転（第１の運転モード）について説明する。
この第１の運転モードでは、開閉弁２１を閉とし、三方弁２２の流出側接続口は第１タンク戻し管４７側を連通させ、三方弁２８の流出側接続口は下部戻し管５１側を連通させる。また、分配弁２３は、給湯タンク１１との間の給湯用配管４１を流入側開口とし、熱源側配管４６を流出側開口とする。また、三方弁２７は、第２戻し管４８側を閉とし、循環ポンプ１２側を開とする。
従って、循環ポンプ１２を運転することにより、給湯タンク１１の上部から流出する温水は、分配弁２３、暖房用熱交換器１３、三方弁２７、循環ポンプ１２、三方弁２２、三方弁２８、下部戻し管５１を順に通り、再び給湯タンク１１の下部から流入する。
一方、暖房ユニット８０も運転を行う。循環ポンプ１４を運転することで、暖房用熱交換器１３では、熱源側配管４６を流れる温水の熱が第２利用側配管４９を流れる水に伝達し、加熱された水は温水となり暖房ユニット８０側を循環する。このとき、温水は給湯タンク１１の上部から流入させ、暖房用熱交換器１３で熱を奪われた低温水は給湯タンク１１の下部から流出させるため、給湯タンク１１内では、温水層が徐々に薄くなる。そして給湯タンク１１の上部側に設けた温度センサ（図示しない）によって、給湯タンク１１内の温水量が所定量以下となった状態を検知した場合には、沸き上げ運転を再開するか、又は第２運転モード若しくは第３運転モードに切り替えることで暖房運転を継続する。
【００１４】
次に、図４を用いて給湯用熱交換器を利用した暖房運転（第２の運転モード）について説明する。
この第２の運転モードでは、開閉弁２１を閉とし、三方弁２２の流出側接続口は給湯用配管４１側を連通させ、分配弁２３の流出側接続口は熱源側配管４６側を連通させる。また、三方弁２７は、第２戻し管４８側を閉とし、循環ポンプ１２側を開とする。
一方、ヒートポンプユニット６０も運転を行う。圧縮機６１で圧縮された冷媒は、給湯用熱交換器６２で放熱し、膨張弁６３で減圧された後、蒸発器６４にて吸熱し、ガス状態で圧縮機６１に吸入される。
従って、循環ポンプ１２を運転することにより、暖房用熱交換器１３を通った低温水は、三方弁２７、循環ポンプ１２、三方弁２２を通って給湯用熱交換器６２に流入する。そして、給湯用熱交換器６２で加熱された高温水は、分配弁２３を経由して、再び暖房用熱交換器１３に流入する。
また、暖房ユニット８０も運転を行う。循環ポンプ１４を運転することで、暖房用熱交換器１３では、熱源側配管４６を流れる温水の熱が第２利用側配管４９を流れる水に伝達し、加熱された水は温水となり暖房ユニット８０側を循環する。
【００１５】
なお、この第２の運転モードにおいて、給湯用熱交換器６２での能力が暖房ユニット８０での暖房負荷を上回る場合について図５を用いて説明する。
この運転モードでは、分配弁２３の他の流出側開口となる給湯タンク１１に接続されている給湯用配管４１に、一部の高温水を流出させるものである。なお、開閉弁２１の開度を調整し、給湯タンク１１内の低温水を流出させる。
このように、一部の高温水を給湯タンク１１内に戻すことで、暖房運転を継続しつつ、給湯タンク１１内にも温水を蓄積することができる。
なお、この場合の給湯用熱交換器６２での能力と暖房ユニット８０での暖房負荷との関係は、温度センサ９２での検出温度で判定できる他、温度センサ９１と温度センサ９２との検出温度から更に正確に判定することができる。また、給湯タンク１１への高温水の分配量は、分配弁２３や開閉弁２１によっても調整は可能であるが、熱源側配管４６を流れる温水量を流量センサ９４にて検出し、流量制御弁２６を制御することによっても調整することができる。
【００１６】
次に、図６を用いて給湯タンクへの蓄熱を伴う暖房運転（第３の運転モード）について説明する。
この第３の運転モードでは、開閉弁２１を開とし、三方弁２２の流出側接続口は給湯用配管４１側を連通させ、分配弁２３の流出側接続口は熱源側配管４６側を連通させる。また、三方弁２７は、第２戻し管４８側を開とし、循環ポンプ１２側を閉とする。また三方弁２８は、上部戻し管５０側を開とし、下部戻し管５１側を閉とする。
一方、ヒートポンプユニット６０も運転を行う。圧縮機６１で圧縮された冷媒は、給湯用熱交換器６２で放熱し、膨張弁６３で減圧された後、蒸発器６４にて吸熱し、ガス状態で圧縮機６１に吸入される。
従って、循環ポンプ１２を運転することにより、給湯タンク１１の下部から流出する水は、開閉弁２１、循環ポンプ１２、三方弁２２を順に通って給湯用熱交換器６２に導かれる。そして給湯用熱交換器６２で加熱された水は、高温水となり分配弁２３を経由して暖房用熱交換器１３に導かれ、この暖房用熱交換器１３を通った高温水は低温水となり、三方弁２７、三方弁２８、上部戻し管５０を通って給湯タンク１１に流入する。
また、暖房ユニット８０も運転を行う。循環ポンプ１４を運転することで、暖房用熱交換器１３では、熱源側配管４６を流れる温水の熱を、第２利用側配管４９を流れる水に伝達し、加熱された水は温水となりが暖房ユニット８０側を循環する。
本運転モードによれば、暖房ユニット８０での暖房運転を継続しながら、暖房用熱交換器１３を通った中低温の温水を給湯タンク１１に蓄積することで、中低温の温水を有効に活用することができる。
【００１７】
以下、本発明の他の実施例による給湯機について図面を用いて説明する。なお、同一機能を有する部材には同一番号を付して説明を省略する。
図７は、本実施例による給湯機の回路構成図である。
本実施例による給湯機は、暖房用熱交換器１３をバイパスする配管を第２利用側配管４９に設け、このバイパス管に混合弁３０を設けたものである。
この混合弁３０によって、循環ポンプ１４から吐出された温水の一部は、暖房用熱交換器１３を通ることなく、暖房用熱交換器１３から流出した温水と混合され、暖房ユニット８０に流れる。
本実施例のように、暖房用熱交換器１３をバイパスするバイパス管に混合弁３０を設け、循環ポンプ１４から吐出された温水の一部を、暖房用熱交換器１３をバイパスさせることで、暖房ユニット８０では、暖房負荷に対応した運転を行うことができる。この混合弁３０は、暖房ユニット８０側で設定した温度と温度センサ９３との比較によって、温度センサ９３での検出温度が設定温度より高ければバイパス量を増加させ、温度センサ９３での検出温度が設定温度以下であれば、バイパス量を減少させる方向に制御する。
混合弁３０を制御することで、バイパス量が増加すれば、暖房用熱交換器１３での熱交換量は減少し、熱源側配管４６を流れる温水は、暖房用熱交換器１３の流出後においても温度低下は少なくなる。
従って、バイパス量を増加させる状態では、第２の運転モード時に、図５に示すように分配弁２３から給湯タンク１１に高温水を貯留することができる。また、第３の運転モード時には、給湯タンク１１内に、より高温の温水を貯留することができる。
【００１８】
図８は、更に他の実施例による給湯機の回路構成図である。
本実施例による給湯機は、出湯配管として、給湯タンク１１の上部に接続された第１の出湯配管４２Ａの他に、給湯タンク１１の上部と下部との間に接続された、第２の出湯配管４２Ｂ及び第３の出湯配管４２Ｃとを備えている。本実施例では、給湯タンク１１の上部と下部との間に２つの出湯配管４２Ｂ、４２Ｃを設けたものを示しているが、更に多くの出湯配管を高さ方向の位置を異ならせて設けてもよい。本実施例では、第２の出湯配管４２Ｂは、第３の出湯配管４２Ｃよりも高い位置に設けている。また出湯配管４２Ａには開閉弁３１Ａを、第２の出湯配管４２Ｂには開閉弁３１Ｂを、第３の出湯配管４２Ｃには開閉弁３１Ｃを設け、これら開閉弁３１Ａ、３１Ｂ、３１Ｃの開閉動作によって、少なくともいずれか一つの出湯配管４２Ａ、４２Ｂ、４２Ｃから温水を流出させている。
また、本実施例による給湯機は、下部戻し管５１として、給湯タンク１１の上部と下部との間に接続された、第１の下部戻し管５１Ａ及び第２の下部戻し管５１Ｂと、給湯タンク１１の下部に接続された第３の下部戻し管５１Ｃを備えている。本実施例では、下部戻し管として給湯タンク１１の上部と下部との間に２つの下部戻し管５１Ａ、５１Ｂを設けたものを示しているが、更に多くの下部戻し管５１を高さ方向の位置を異ならせて設けてもよい。本実施例では、第１の下部戻し管５１Ａは、第２の下部戻し管５１Ｂよりも高い位置に設けている。また第１の下部戻し管５１Ａには開閉弁３２Ａを、第２の下部戻し管５１Ｂには開閉弁３２Ｂを、第３の下部戻し管５１Ｃには開閉弁３２Ｃを設け、これら開閉弁３２Ａ、３２Ｂ、３２Ｃの開閉動作によって、少なくともいずれか一つの下部戻し管５１Ａ、５１Ｂ、５１Ｃから低温水を流入させている。
【００１９】
本実施例のように、出湯配管として、給湯タンク１１の上部に接続された第１の出湯配管４２Ａの他に、給湯タンク１１の上部と下部との間に複数の出湯配管４２Ｂ、４２Ｃを設けることで、第１利用側配管４４での利用温度又は設定温度に応じた温度の温水を供給することができる。従って、給湯タンク１１の上部に貯留されている高温の温水を温存することができる。なお、図示はしないが、給湯温度センサを、給湯タンク１１の上部と下部との間で、異なる高さ位置に複数設けることが好ましい。
以上のように本実施例によれば、給湯タンク１１の上部と下部との間で、異なる高さ位置から温水を流出させる出湯配管４２Ｂ、４２Ｃを設け、出湯配管４２Ｂ、４２Ｃの流出口を、給湯温度センサで検出した給湯温度に応じて高さ位置を異ならせることで、給湯タンク１１から流出させる温水を、利用側の要望に合わせた温度の温水を用いることができるため、高温水を不必要に用いることなく、給湯タンク１１内に、より高温の温水を温存することができる。
【００２０】
また本実施例のように、下部戻し管５１として、給湯タンク１１の下部に接続された第３の下部戻し管５１Ｃの他に、給湯タンク１１の上部と下部との間に複数の下部戻し管５１Ａ、５１Ｂを設けることで、図３に示す第１の運転モードにおいて、暖房用熱交換器１３での暖房負荷に応じて、熱源側配管４６から戻ってくる温水の温度に応じて給湯タンク１１内に温水を流入させることができる。
以上のように本実施例によれば、暖房用熱交換器１３で放熱した低温水の流入によって給湯タンク１１内の温度の異なる温水が混ざり合うことを防止できるとともに、暖房用熱交換器１３で放熱した低温水の熱も有効に利用することができ、給湯タンク１１内の上部と下部とで湯温差が生じるように給湯水を貯留することができる。
また、給湯温度センサを給湯タンク１１への流入と、給湯タンク１１からの流出の両方に利用することで、給湯タンク１１内の温度差を確保して、より高温の温水を温存することができる。従って、給湯タンクの小型化が実現でき、小型の給湯タンクであっても、高温水を有効に利用することができる。
【００２１】
図９は、更に他の実施例による給湯機の回路構成図である。
本実施例による給湯機は、図７に示す混合弁３０を図８に示す実施例に更に加えたものである。
従って、バイパス量を増加させる状態では、図３に示す第１の運転モードにおいて、暖房用熱交換器１３での暖房負荷に応じて、熱源側配管４６から戻ってくる温水の温度に応じて給湯タンク１１内に温水を流入させることができる効果が更に高まる。
【００２２】
図１０は、更に他の実施例による給湯機の回路構成図である。
本実施例による給湯機は、図７に示す実施例に、更に浴槽７０内の浴槽水を加熱する沸上機能と、浴槽７０内に注湯する注湯機能と、浴室乾燥ユニット９０を設けたものである。
浴槽７０内の浴槽水を加熱する沸上機能は、浴槽７０内の浴槽水を給湯タンク１１内に配置した浴槽用熱交換器１５に導き、浴槽用熱交換器１５で加熱された温水を浴槽７０に導く浴槽用配管７２と、この浴槽用配管７２内の温水を循環させる循環ポンプ７１とによって構成されている。なお、浴槽用配管７２には、浴槽用熱交換器１５をバイパスする配管が設けられ、このバイパス管には混合弁７３を設けている。この混合弁７３によって、循環ポンプ７１から吐出された温水の一部は、浴槽用熱交換器１５を通ることなく、浴槽用熱交換器１５から流出した温水と混合され、浴槽７２に流れる。
浴槽７０内に注湯する注湯機能は、出水配管４３から分岐させた冷水側注湯用配管５４Ａと、出湯配管４２から分岐させた温水側注湯用配管５４Ｂと、冷水側注湯用配管５４Ａと温水側注湯用配管５４Ｂとを流入側接続口に接続する混合弁５３と、混合弁５３の流出側接続口に接続される注湯用配管５５と、この注湯用配管５５に設けた開閉弁５６とから構成され、注湯用配管５５は浴槽用配管７２に接続している。
浴室乾燥ユニット９０は、暖房ユニット８０と並列に設けられており、暖房用熱交換器１３の利用側配管と循環ポンプ１４とともに、第２利用側配管５２にて環状に接続して構成されている。
本実施例によれば、暖房用熱交換器１３を用いて浴室乾燥ユニット９０を運転することができるとともに、暖房用熱交換器１３を用いた暖房運転中に、浴槽７０の沸き上げや注湯を行うことができる。
【００２３】
図１１は、更に他の実施例による給湯機の回路構成図である。
本実施例による給湯機は、図１０に示す実施例と同様に、浴槽７０内の浴槽水を加熱する沸上機能と、浴槽７０内に注湯する注湯機能と、浴室乾燥ユニット９０を設けたものである。
また、本実施例による給湯機は、図８に示す実施例と同様に、出湯配管として、給湯タンク１１の上部に接続された第１の出湯配管４２Ａの他に、第２の出湯配管４２Ｂ及び第３の出湯配管４２Ｃとを備えている。本実施例では、第２の出湯配管４２Ｂは、第３の出湯配管４２Ｃよりも高い位置に設けている。また出湯配管４２Ａには開閉弁３１Ａを、第２の出湯配管４２Ｂには開閉弁３１Ｂを、第３の出湯配管４２Ｃには開閉弁３１Ｃを設け、これら開閉弁３１Ａ、３１Ｂ、３１Ｃの開閉動作によって、少なくともいずれか一つの出湯配管４２Ａ、４２Ｂ、４２Ｃから温水を流出させている。
また、本実施例による給湯機は、図８に示す実施例と同様に、下部戻し管５１として、第１の下部戻し管５１Ａ及び第２の下部戻し管５１Ｂと、給湯タンク１１の下部に接続された第３の下部戻し管５１Ｃを備えている。本実施例では、第１の下部戻し管５１Ａは、第２の下部戻し管５１Ｂよりも高い位置に設けている。また第１の下部戻し管５１Ａには開閉弁３２Ａを、第２の下部戻し管５１Ｂには開閉弁３２Ｂを、第３の下部戻し管５１Ｃには開閉弁３２Ｃを設け、これら開閉弁３２Ａ、３２Ｂ、３２Ｃの開閉動作によって、少なくともいずれか一つの下部戻し管５１Ａ、５１Ｂ、５１Ｃから低温水を流入させている。
本実施例によれば、暖房用熱交換器１３を用いて浴室乾燥ユニット９０を運転することができるとともに、暖房用熱交換器１３を用いた暖房運転中に、浴槽７０の沸き上げや注湯を行うことができる。
なお、図１０及び図１１の実施例では、暖房用熱交換器１３とともに浴槽用熱交換器１５を設けた場合を説明したが、図１から図９に示す実施例で説明した暖房用熱交換器１３を浴槽用熱交換器とし、この浴槽用熱交換器の利用側配管に浴槽７０内の浴槽水を導く構成であってもよく、この場合には、既に説明した運転モードを利用した浴槽の沸き上げを行うことができる。
【００２４】
【発明の効果】
本発明によれば、暖房運転に給湯タンク内の温水を利用するとともに、給湯タンク内に必要量の温水が貯留していない場合でも暖房運転を継続することができる。
また本発明によれば、給湯用熱交換器を利用した暖房運転を行いながら、給湯用タンク内に温水を貯留することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例による給湯機の給湯タンクの沸き上げ運転を示す回路構成図
【図２】本実施例による給湯機の給湯タンク内の温水を給湯用として利用する場合の給湯運転を示す回路構成図
【図３】本実施例による給湯機の第１の運転モードを示す回路構成図
【図４】本実施例による給湯機の第２の運転モードを示す回路構成図
【図５】本実施例による給湯機の第２の運転モードの他の状態を示す回路構成図
【図６】本実施例による給湯機の第３の運転モードを示す回路構成図
【図７】本発明の他の実施例による給湯機の回路構成図
【図８】本発明の更に他の実施例による給湯機の回路構成図
【図９】本発明の更に他の実施例による給湯機の回路構成図
【図１０】本発明の更に他の実施例による給湯機の回路構成図
【図１１】本発明の更に他の実施例による給湯機の回路構成図
【符号の説明】
１０ 給湯ユニット
１１ 給湯タンク
１２ 循環ポンプ
１３ 暖房用熱交換器
１４ 循環ポンプ
６０ ヒートポンプユニット
８０ 暖房ユニット
Claims (13)
- 給湯用熱交換器によって加熱された温水を給湯タンクに貯留し、前記給湯タンクに貯留した温水を利用して暖房用熱交換器の利用側配管を流れる媒体を加熱する給湯機であって、
前記給湯タンク内の温水を前記暖房用熱交換器に導き、前記暖房用熱交換器で熱交換した温水を前記給湯タンクに戻すことにより前記暖房用熱交換器を利用する第１の運転モードと、
前記給湯用熱交換器によって加熱された温水を前記暖房用熱交換器に導き、前記暖房用熱交換器で熱交換した温水を前記給湯用熱交換器に戻すことにより前記暖房用熱交換器を利用する第２の運転モードと
を有することを特徴とする給湯機。 - 給湯用熱交換器によって加熱された温水を給湯タンクに貯留し、前記給湯タンクに貯留した温水を利用して暖房用熱交換器の利用側配管を流れる媒体を加熱する給湯機であって、
前記給湯タンク内の温水を前記暖房用熱交換器に導き、前記暖房用熱交換器で熱交換した温水を前記給湯タンクに戻すことにより前記暖房用熱交換器を利用する第１の運転モードと、
前記給湯用熱交換器によって加熱された温水を前記暖房用熱交換器に導き、前記暖房用熱交換器で熱交換した温水を前記給湯タンクに戻し、前記給湯タンク内の低温水を前記給湯用熱交換器に導くことにより前記暖房用熱交換器を利用する第３の運転モードと
を有することを特徴とする給湯機。 - 給湯用熱交換器によって加熱された温水を給湯タンクに貯留し、前記給湯タンクに貯留した温水を利用して暖房用熱交換器の利用側配管を流れる媒体を加熱する給湯機であって、
前記給湯用熱交換器によって加熱された温水を前記暖房用熱交換器に導き、前記暖房用熱交換器で熱交換した温水を前記給湯用熱交換器に戻すことにより前記暖房用熱交換器を利用する第２の運転モードと、
前記給湯用熱交換器によって加熱された温水を前記暖房用熱交換器に導き、前記暖房用熱交換器で熱交換した温水を前記給湯タンクに戻し、前記給湯タンク内の低温水を前記給湯用熱交換器に導くことにより前記暖房用熱交換器を利用する第３の運転モードと
を有することを特徴とする給湯機。 - 給湯用熱交換器によって加熱された温水を給湯タンクに貯留し、前記給湯タンクに貯留した温水を利用して暖房用熱交換器の利用側配管を流れる媒体を加熱する給湯機であって、
前記給湯タンク内の温水を前記暖房用熱交換器に導き、前記暖房用熱交換器で熱交換した温水を前記給湯タンクに戻すことにより前記暖房用熱交換器を利用する第１の運転モードと、
前記給湯用熱交換器によって加熱された温水を前記暖房用熱交換器に導き、前記暖房用熱交換器で熱交換した温水を前記給湯用熱交換器に戻すことにより前記暖房用熱交換器を利用する第２の運転モードと、
前記給湯用熱交換器によって加熱された温水を前記暖房用熱交換器に導き、前記暖房用熱交換器で熱交換した温水を前記給湯タンクに戻し、前記給湯タンク内の低温水を前記給湯用熱交換器に導くことにより前記暖房用熱交換器を利用する第３の運転モードと
を有することを特徴とする給湯機。 - 前記第１の運転モードでは、前記暖房用熱交換器に導く温水を前記給湯タンクの上部から取り出し、前記暖房用熱交換器で熱交換した温水を前記給湯タンクの下部から戻すことを特徴とする請求項１、請求項２、又は請求項４に記載の給湯機。
- 前記第１の運転モードにおいて、前記暖房用熱交換器に導く温水温度が所定温度以下となった場合には、他の運転モードに切り替えることを特徴とする請求項１、請求項２、又は請求項４に記載の給湯機。
- 前記第２の運転モードにおいて、前記給湯用熱交換器によって加熱された温水の一部を前記給湯タンクに導き、前記給湯タンクの低温水を前記給湯用熱交換器に戻すことを特徴とする請求項１、請求項３、又は請求項４に記載の給湯機。
- 前記第３の運転モードでは、前記給湯用熱交換器に導く低温水を前記給湯タンクの下部から取り出し、前記暖房用熱交換器で熱交換した温水を前記給湯タンクの上部から戻すことを特徴とする請求項２、請求項３、又は請求項４に記載の給湯機。
- 前記給湯タンクの下部から戻す下部戻し管を、前記給湯タンクの上部と下部との間に複数設け、前記下部戻し管を流れる温水温度に応じて、少なくともいずれか一つの下部戻し管から温水を流入させることを特徴とする請求項５に記載の給湯機。
- 前記給湯タンクから温水を流出させる出湯配管として、給湯タンクの上部に接続された出湯配管の他に、給湯タンクの上部と下部との間に複数の出湯配管を設け、利用側配管での利用温度又は設定温度に応じて、少なくともいずれか一つの出湯配管から温水を流出させることを特徴とする請求項１から請求項４のいずれかに記載の給湯機。
- 前記利用側配管をバイパスするバイパス配管を設け、前記バイパス配管に混合弁を設けたことを特徴とする請求項１から請求項４のいずれかに記載の給湯機。
- 浴槽内の浴槽水を加熱する沸上手段を設け、前記沸上手段を、前記浴槽内の浴槽水を前記給湯タンク内に配置した前記浴槽用熱交換器に導き、前記浴槽用熱交換器で加熱された温水を前記浴槽に導く浴槽用配管と、前記浴槽用配管内の温水を循環させる循環ポンプとによって構成したことを特徴とする請求項１から請求項４のいずれかに記載の給湯機。
- 前記暖房用熱交換器に代えて浴槽用熱交換器とし、前記浴槽用熱交換器の利用側配管に浴槽内の浴槽水を導くことを特徴とする請求項１から請求項４のいずれかに記載の給湯機。
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