JP2005121331A - 給湯装置 - Google Patents

Abstract

【課題】風呂追焚き、暖房加熱機能付の給湯装置の運転効率向上をはかることを目的とする。
【解決手段】加熱手段１と、第１貯湯槽１０と、第２貯湯槽１１と、第１貯湯槽１０と第２貯湯槽１１を接続する連結管１３と、循環ポンプ１４と、放熱手段１５と、熱交換器１６と、熱交換器１６で熱交換した第１貯湯槽１０の湯を第２貯湯槽１１に流入するようにした貯湯水循環回路１７と、第1貯湯槽１０の上部から端末手段に出湯する第１出湯回路２０と、第２貯湯槽１１の上部から端末手段に出湯する第２出湯回路２１と、第１出湯回路２０による出湯モードと第２出湯回路２１による出湯モードを制御する制御手段２４と、貯湯水循環回路１７を流れる循環流量を制御する流量制御手段２６を備え、放熱手段に放熱した後の第２貯湯槽内の中間温度の残湯水を少なくして運転効率の向上をはかる。
【選択図】図１

Description

本発明は、加熱手段で加熱した温水を貯湯槽に貯え、貯湯槽に貯湯した湯で風呂浴槽水を追焚加熱に利用する、あるいは暖房循環水の加熱に利用する給湯装置に関するものである。

従来、この種の給湯装置は、主として深夜時間帯にヒートポンプを利用して加熱した温水を貯湯槽に貯え、貯えた湯を使う場合に貯湯槽上部に設けた熱交換器に浴槽水あるいは暖房循環水を循環して風呂追焚きあるいは暖房に利用するようにしている（例えば、特許文献１参照）。

図９は、特許文献１に記載された従来の給湯装置を示すものである。図９に示すように、加熱手段１と、加熱手段１で加熱された湯を貯湯する貯湯槽２と、貯湯槽１の中の上部に設けた熱交換器３と、浴槽４の水を熱交換器３に流して風呂保温、追焚きをおこなうように構成されている。
特開２００２−３４９９６４号公報

しかしながら、前記従来の構成では、例えば、貯湯槽の高温湯を用いて風呂追焚きに利用する場合、貯湯槽の高温湯（６５〜９０℃）と浴槽水と熱交換することによって熱交換器近傍の高温の貯湯水が温度低下し、密度差による下降流が生じる。そのため、熱交換器から下部の高温の貯湯水全体が中間温度（４０〜６０℃）まで低下して、風呂追焚能力が低下する。そして、図１０に表す如く、ヒートポンプに流入する水温が高い程、ヒートポンプの加熱能力が低下し、運転効率（ＣＯＰ）が低下する。従って、貯湯槽に高温湯を沸き上げる貯湯運転時、風呂追焚き後の中間温度の残湯水を高温湯に沸き上げる際にヒートポンプの運転効率および加熱能力は著しく低下するという課題を有していた。

本発明は、前記従来の課題を解決するもので、風呂追焚きあるいは暖房に利用した後の貯湯槽内の中間温度の残湯水を少なくして、省エネルギーを実現する給湯装置を提供することを目的とする。

前記従来の課題を解決するために、本発明の給湯装置は、加熱手段と、加熱手段で加熱した温水を上部から貯湯する第１貯湯槽と、下部から給水する第２貯湯槽と、第１貯湯槽と第２貯湯槽を接続する連結管と、第２貯湯槽の水を加熱手段に循環供給する循環ポンプと、放熱手段と、第１貯湯槽の湯と放熱手段の循環水と熱交換する熱交換器と、熱交換器で熱交換した第１貯湯槽の湯を第２貯湯槽に流入するようにした貯湯水循環回路と、第1貯湯槽の上部から端末手段に出湯する第１出湯回路と、第２貯湯槽の上部から端末手段に出湯する第２出湯回路と、第１出湯回路による出湯モードと第２出湯回路による出湯モードを制御する制御手段と、貯湯水循環回路を流れる循環流量を制御する流量制御手段を備えたものである。

これによって、第１貯湯槽の高温湯と放熱手段の循環水と熱交換した中間温度の湯を所定温度以上にして第２貯湯槽に戻し、出湯負荷が発生した時、第２貯湯槽上部の第２出湯回路から給湯端末へ出湯できるようにして第２貯湯槽内の中間温度の湯量を少なくし、省エネルギーを実現する。

本発明の給湯装置は、風呂追焚きあるいは暖房に利用した後の貯湯槽内の中間温度の残湯水を少なくして、省エネルギーを実現する。

第１の発明は、加熱手段と、加熱手段で加熱した温水を上部から貯湯する第１貯湯槽と、下部から給水する第２貯湯槽と、第１貯湯槽と第２貯湯槽を接続する連結管と、第２貯湯槽の水を加熱手段に循環供給する循環ポンプと、放熱手段と、第１貯湯槽の湯と放熱手段の循環水と熱交換する熱交換器と、熱交換器で熱交換した第１貯湯槽の湯を第２貯湯槽に流入するようにした貯湯水循環回路と、第1貯湯槽の上部から端末手段に出湯する第１出湯回路と、第２貯湯槽の上部から端末手段に出湯する第２出湯回路と、第１出湯回路による出湯モードと第２出湯回路による出湯モードを制御する制御手段と、貯湯水循環回路を流れる循環流量を制御する流量制御手段を備えることにより、第１貯湯槽から流入した第２貯湯槽の湯をできる限り第２出湯回路から給湯端末手段へ出湯できるようにして第１貯湯槽から流出する高温湯量を極力低減し、第２貯湯槽内の中間温度の湯量を少なくして、省エネルギーを実現することができる。

第２の発明は、特に、第１の発明の流量制御手段を貯湯水循環回路の熱交換器出口の水温が所定温度となるように循環流量を制御するようにしたことにより、熱交換器で熱交換した後、第２貯湯槽に貯湯する湯温を出湯可能な温度にして出湯し、第２貯湯槽内の中間温度の湯量を少なくして、省エネルギーを実現することができる。

第３の発明は、特に、第１の発明の流量制御手段を貯湯水循環回路の熱交換器出口の水温と熱交換器入口の放熱手段の循環水の水温が所定温度差となるように貯湯水循環回路を流れる循環流量を制御するようにしたことにより、放熱手段の負荷を満足しながら第２貯湯槽に流入する中間温度の湯量を低減して、省エネルギーを実現することができる。

第４の発明は、特に、第１〜第３のいずれか１つの発明の貯湯水循環回路を熱交換器で熱交換した第１貯湯槽の湯を第２貯湯槽の上部に戻すようにしたことにより、熱交換器で温度低下して第２貯湯槽に流入する湯と第２貯湯槽内の低温水と混合するのを抑制して高温貯湯し、高温湯が必要な端末用途にも利用できるように出湯する機会を多くして第２貯湯槽内の中間温度の湯量を低減できるようにして、省エネルギーを実現することができる。

第５の発明は、特に、第１〜第４のいずれか１つの発明の流量制御手段を放熱手段の循環水が循環して、放熱手段の循環水が所定温度未満の場合に貯湯水循環回路の循環水を流すようにしたことにより、放熱手段用循環ポンプを起動して浴槽の水位を検出する時、あるいは放熱手段の水循環系の凍結防止に放熱手段用循環ポンプを起動する時など、追焚き加熱が必要でない場合に第１貯湯槽から高温湯が無駄に流出するのを防止して省エネルギーを実現することができる。

第６の発明は、特に、第１〜第５のいずれか１つの発明の加熱手段を圧縮機を備えたヒートポンプとしたことにより、大気熱を利用して低消費電力量で湯をつくることができるため、熱交換効率を高くでき、省エネルギー、大能力で水を加熱できる。

第７の発明は、特に請求項６に記載のヒートポンプを冷媒の圧力が臨界圧力以上となる超臨界ヒートポンプサイクルとして、臨界圧力以上に昇圧された冷媒により温水を加熱する構成としたことにより、圧縮機で臨界圧力以上に加圧された冷媒は水を加熱する際に熱を奪われて温度低下しても凝縮することがない。したがって、冷媒と水を熱交換する際に全熱交換領域で冷媒と水とに温度差を形成しやすくなり、高温の湯が得られ、かつ熱交換効率を高くできる。

第８の発明は、請求項１〜５の少なくとも１項に記載の加熱手段として燃料電池の排熱とすることにより、排熱を貯湯するとともに、比較的低温水を燃料電池装置に送水して冷却することになり、省エネルギー化と燃料電池装置の耐久信頼性が高まる。

以下本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。なお、この実施の形態によって本発明が限定されるものではない。

（実施の形態１）
図１は本発明の第１の実施の形態における給湯装置の構成図を示すものである。図１において、実線矢印は出湯時の水の流れ方向を表し、破線矢印は放熱手段の放熱運転時の水の流れ方向を表し、一点鎖線矢印は貯湯槽に蓄熱する貯湯運転時の水の流れ方向を表す。加熱手段１は、例えば圧縮機５、放熱器６、減圧手段７、吸熱器８が接続されたヒートポンプ回路で構成する。そして、ヒートポンプ回路１は、例えば炭酸ガス（ＣＯ2）を冷媒として使用し、高圧側の冷媒圧力が冷媒の臨界圧以上となる超臨界ヒートポンプサイクルを使用している。

また、水熱交換器９は放熱器６と対向流で熱交換する構成をしたものであり、第１貯湯槽１０はヒートポンプ１で加熱した水熱交換器９の温水を上部から貯湯し、第２貯湯槽１１は給水管１２の水を下部から給水する。そして、連結管１３は第１貯湯槽１０の下部と第２貯湯槽１１の上部を接続する。循環ポンプ１４は流量可変型構成をしたものであり、第２貯湯槽１１の水を水熱交換器９に循環供給する。放熱手段１５は浴槽であり、他の用途として暖房放熱器、衣類乾燥機等でもよい。熱交換器１６は第１貯湯槽１０の上部の高温湯と放熱手段１５の循環水と熱交換するものであり、熱交換器１６に流入する第１貯湯槽１０の高温湯と熱交換器１６から流出する放熱手段１５の循環水が熱交換する対向流式で熱交換する構成をしたものである。貯湯水循環回路１７は第１貯湯槽１０と熱交換器１６と第２貯湯槽１１を接続し、第１貯湯槽１０の湯を貯湯水循環ポンプ１８の作用で熱交換器１６および第２貯湯槽１１に流入するように構成したものである。放熱手段用循環ポンプ１９は放熱手段１５の循環水を熱交換器１６に循環する。第１出湯回路２０は第１貯湯槽１０の上部から蛇口などの給湯端末手段に出湯する回路であり、第２出湯回路２１は第２貯湯槽１１の上部から蛇口などの給湯端末手段に出湯する回路である。貯湯温度センサー２２は第２貯湯槽１１に貯湯されている上部の水温を検出する。出湯制御手段２３は弁開度を変更して、第１出湯回路２０から給湯端末手段に出湯する出湯回路と第２出湯回路２１から給湯端末手段に出湯する出湯回路と第１出湯回路２０と第２出湯回路２１の併用による給湯端末に出湯する出湯回路の切換えをおこなう。

また、制御手段２４は第１出湯回路２０による出湯モードと第２出湯回路２１による出湯モードを制御し、出湯時に第２貯湯槽１１に貯湯されている上部の水温を検出する貯湯温度センサー２２の検出信号が所定温度以上の場合に第２出湯回路２１から出湯するように出湯制御手段２３を制御する。また、出湯時に貯湯温度センサー２２の検出信号が所定温度未満の場合に第１出湯回路２０から出湯するように出湯制御手段２３を制御する。貯湯水温センサー２５は熱交換器１６の出口の貯湯水水温を検出する。流量制御手段２６は貯湯水温センサー２５の検出信号が所定温度となるように貯湯水循環回路１７を流れる循環流量を制御する。ここで、所定温度とは、給湯端末で出湯利用できる湯温（例えば、３０〜６０℃）を表す。出湯モードは第１出湯回路２０のみから出湯するモード、第２出湯回路２１のみから出湯するモードの他、第１出湯回路２０と第２出湯回路２１両方から出湯するモードがある。

また、湯温センサー２７は水熱交換器９と第１貯湯槽１０上部の接続配管途中に設けられ、水熱交換器９の出口水温を検出する。湯温制御手段２８は湯温センサー２７の検出信号から水熱交換器９の出口の水温が所定温度となるように循環ポンプ１４の流量を制御する。ミキシングバルブ２９は第１貯湯槽１０の湯と第２貯湯槽１１の少なくともいずれかの湯と給水管１２の水を所定温度となるように混合するものであり、所定温度に混合した湯を蛇口などの給湯端末手段から出湯する。３０は開閉弁であり、第１貯湯槽１０の湯と第２貯湯槽１１の少なくともいずれかの湯を浴槽１５に湯張りする時に開放となる。

以上のように構成された給湯装置について、以下その動作、作用について説明する。まず、深夜時間帯にヒートポンプで加熱した水を第１貯湯槽１０および第２貯湯槽１１に貯湯した高温湯を給湯端末手段から出湯する場合について述べる。蛇口が開かれると給水管１２からの給水圧によって第２貯湯槽１１の下部から給水し、第２貯湯槽１１の上部の高温湯が連結管１３を通り、第１貯湯槽１０の下部に流れる。そして、第１貯湯槽１０上部の高温湯が出湯し、給水管１２の水とミキシングバルブ２９で所定温度に混合して蛇口から出湯する。この出湯を繰り返すごとに第２貯湯槽１１の高温湯量が減少し、第２貯湯槽１１下部に低温水が貯水される。そして、さらに出湯すると第２貯湯槽１１上部から連結管１３を通り第１貯湯槽１０の下部に低温水が貯水される。そして、第１貯湯槽１０の上部に高温湯が貯湯され、下部に低温水が貯水されて温度成層を形成して貯められる。また、第２貯湯槽１１には給水された低温水のみが貯水される。

また、出湯時に第１貯湯槽１０上部の湯を出湯するように説明したが、風呂追焚きする前に給湯端末手段へ出湯する場合、貯湯温度センサー２２の検出信号が給湯端末手段の要求出湯温度より高温の信号の場合には第２貯湯槽１１から出湯しても何ら同じ作用となる。

また、浴槽１５に湯張りする場合には、開閉弁３０を開放にして、第１貯湯槽１０の湯と第２貯湯槽１１の少なくともいずれかの湯を浴槽１５に湯張りする。

次に、風呂追焚きする場合について述べる。風呂追焚きの信号を検出して（図示せず）、放熱手段用循環ポンプ１９は浴槽１５の水を熱交換器１６に循環する。一方、貯湯水循環ポンプ１８が第１貯湯槽１０の湯を熱交換器１６に循環する。そして、熱交換器１６で対抗流式の熱交換をおこない、浴槽１５から流入する水と第２貯湯槽１１へ流出する湯と熱交換し、浴槽１５へ流出する水と第１貯湯槽１０から流れてきた高温の湯と熱交換する。そして、熱交換器１６から流出する第１貯湯槽１０の湯温を所定温度となるように貯湯水循環回路１７を流れる循環流量を制御する。そのため、浴槽水は高温に追焚き加熱されて浴槽１５に戻り、一方、第１貯湯槽１０の高温湯は風呂追焚きに利用されて所定温度まで低下して第２貯湯槽１１に貯湯される。そして、風呂追焚きを繰り返すたびに、第１貯湯槽上部の高温湯量は少なくなり、第２貯湯槽に所定温度の湯が増加する。従って、風呂追焚きする第１貯湯槽上部の高温湯の温度は一定のため所定の風呂追焚き能力を確保することができる。

次に、風呂追焚きした後に給湯端末手段に出湯する場合について述べる。出湯時に第２貯湯槽１１上部の湯温が所定温度以上の場合、すなわち給湯端末手段から要求されている湯温より高温の場合、第２貯湯槽１１の下部から給水し、第２貯湯槽１１上部の湯を第２出湯回路２１から出湯する。そのため、第２貯湯槽１１上部の湯量が減少する。そして、第２貯湯槽１１上部の湯量がなくなり所定温度未満の湯温となった場合には第１貯湯槽１０の第１出湯回路２１から出湯するようになる。従って、第２貯湯槽上部の所定温度以上の湯を第２出湯回路から都度出湯利用できるようになるため、第２貯湯槽上部の湯量は少なくなる。

次に、主に深夜時刻帯に貯湯槽内に高温湯を蓄熱する貯湯運転について述べる。圧縮機５で高温高圧に圧縮された冷媒は放熱器６に流入し、ここで放熱して水熱交換器９に流入する水を加熱する。そして、減圧手段７で減圧されて吸熱器８に流入して大気熱を吸熱して圧縮機５に戻る。一方、水熱交換器９で加熱される水は水熱交換器９の出口湯温が所定温度となるように流量制御され、所定温度となって第１貯湯槽１０の上部に流入して貯湯される。そして、このサイクルを繰り返すことによって、第１貯湯槽１０では上部から下部まで所定の高温湯が貯えられ、下部の高温湯は連結管１３を介して第２貯湯槽１１の上部に移動して第２貯湯槽１１上部から貯湯されていく。そして、第２貯湯槽１１上部から高温湯が貯湯されると同時に第２貯湯槽１１下部の水が水熱交換器９へ流出する。そして、第２貯湯槽１１上部にあった中間温度の湯が水熱交換器９へ流出し始めるけれども、中間温度の湯は出量されているため湯量は少なく、あるいは無いため、ほとんど低温水を加熱することになり高効率運転できる。

従って、風呂追焚きする第１貯湯槽上部の高温湯の温度は一定のため所定の風呂追焚き能力を確保することができる。また、第２貯湯槽上部の所定温度の湯を第２出湯回路から都度出湯利用できるようになるため、第２貯湯槽上部の所定温度の湯量は少なくなり、貯湯運転時の運転効率を高めることができる。

また、第２貯湯槽１１の第２出湯回路２１から出湯できることによって、連結管１３および第１貯湯槽１０を介して出湯しないため出湯圧力が高まり、シャワー利用時のシャワー圧アップによる利便性、快適性がよくなる。さらに、貯湯運転時に出湯しても、給水が第２貯湯槽から水熱交換器に流れることがなくなり、貯湯運転時の水熱交換器出口の湯温制御が安定する。

また、風呂追焚き時に熱交換器１６から流出する第１貯湯槽１０の湯温が高温となるように貯湯水循環回路１７を流れる循環流量を制御することによって、風呂差し湯など、出湯温度を比較的高温（５０〜６０℃）にして利用する用途に風呂追焚き後の湯を再利用できる。また、熱交換器１６から流出する第１貯湯槽１０の湯温が中間温度となるように貯湯水循環回路１７を流れる循環流量を制御することによって、キッチン、洗面など出湯温度を中間温度（３０〜４５℃）にして利用する用途に風呂追焚き後の湯を再利用できる。よって、風呂追焚きに利用した後の湯を有効に活用できる。

また、図２に示すように、放熱手段として暖房機３１を用いた場合に、暖房機３１の循環水と第１貯湯槽１０の湯を熱交換して循環水を追焚きしても同様の効果がある。

また、図３に示すように、流量可変型循環ポンプ（ＤＣポンプ）１４の代わりに水流量制御手段３２とＡＣ電源用循環ポンプ３３を用いて流量制御しても同様の効果がある。

また、加熱手段としてヒートポンプを利用しているため、低消費電力で運転が可能となり高効率運転が実現できる。そして、ヒータに比べて同じ消費電力で加熱する場合に大能力化が実現できる。

また、ヒートポンプサイクルを、冷媒の圧力が臨界圧力以上となる超臨界ヒートポンプサイクルとして、臨界圧力以上に昇圧された冷媒により温水を加熱する構成とするため、水熱交換器の放熱器を流れる冷媒は、圧縮機で臨界圧力以上に加圧されているので、水熱交換器の水流路の流水により熱を奪われて温度低下しても凝縮することがない。したがって水熱交換器全域で冷媒と水とに温度差を形成しやすくなり、高温の湯が得られ、かつ熱交換効率を高くできる。

また、図４に示すように、加熱手段として燃料電池装置３４の排熱を用いて水を加熱して第１貯湯槽１０および第２貯湯槽１１に貯湯する場合に、第２貯湯槽１１から燃料電池装置３４に流す中間温度の湯が少なくなるため、燃料電池の機器信頼性が高まり、かつ省エネルギー化が実現できる。

また、ヒートポンプサイクルを、冷媒の圧力が臨界圧力以上となる超臨界ヒートポンプサイクルとしたが、もちろん一般の臨界圧力以下のヒートポンプサイクルでもよい。またこの場合、冷媒としてはフロンガス、アンモニアなどを用いても良い。

（実施の形態２）
図５は本発明の第２の実施の形態における給湯装置の構成図を示すものである。図５において、風呂温度センサー３５は熱交換器１６の入口の浴槽水水温を検出する。流量制御手段３６は貯湯水温センサー２５と風呂温度センサー３５の検出信号が所定温度差となるように貯湯水循環回路１７を流れる循環流量を制御する。

以上のように構成された給湯装置について、以下その動作、作用について説明する。風呂追焚き運転において、放熱手段用循環ポンプ１９は浴槽水を熱交換器１６に循環する。一方、貯湯水循環ポンプ１８が第１貯湯槽１０の湯を熱交換器１６に循環する。そして、熱交換器１６で対抗流式の熱交換をおこない、浴槽水の流入水と第１貯湯槽１０の流出湯と熱交換し、浴槽水の流出水と第１貯湯槽１０の高温の流入湯と熱交換する。そのため、浴槽水は高温に追焚き加熱されて浴槽１５に戻り、一方、第１貯湯槽１０の高温湯は中間温度まで風呂追焚きに利用されて第２貯湯槽１１に戻る。その際、熱交換器１６に流入する浴槽水温を検出して、熱交換器１６から流出する第１貯湯槽１０の湯温を所定温度差となるように貯湯水循環回路１７を流れる循環流量を制御する。そして、第２貯湯槽１０上部の中間温度の湯が給湯端末手段から要求される出湯温度より高温時は第２出湯回路２１から出湯する。また、第２貯湯槽１１上部の中間温度の湯が給湯端末手段から要求される出湯温度より低温時は第１出湯回路２０と第２出湯回路２１から出湯する。

従って、追焚き負荷を満足する最低温度にして熱交換器から第２貯湯槽に入水することができるため、貯湯運転時の運転効率を高めることができる。また、第１貯湯槽の高温湯量の追焚き利用量は少なくなるため、消費電力量を低減でき、省エネルギーとなる。

（実施の形態３）
図６は本発明の第３の実施の形態における給湯装置の構成図を示すものである。図６において、貯湯水循環回路３７は熱交換器１６で熱交換した第１貯湯槽１０の上部の湯を第２貯湯槽１１の中間高さより上部に戻すように構成してなる。

以上のように構成された給湯装置について、以下その動作、作用について説明する。まず、風呂追焚きする場合について述べる。風呂追焚きの信号を検出して（図示せず）、第１貯湯槽１０上部の高温湯を熱交換器１６に導き浴槽水を加熱する。そして、温度低下して中間温度となった第１貯湯槽１０の湯を第２貯湯槽１１の中間高さより上部に戻す。そして、第２貯湯槽１１内では熱交換器１６からきた中間温度の湯と第２貯湯槽１１内の低温水の密度差によって、熱交換器１６から第２貯湯槽１１に流入する接続口より上部に中間温度の湯が貯えられる。そして、第２貯湯槽１１上部に所定温度の高温湯を貯湯して第２出湯回路２１から給湯端末手段に出湯する。

従って、所定温度の高温湯を第２貯湯槽上部に貯湯して、比較的高温湯が必要な給湯端末でも出湯可能とし、出湯する機会を多くして第２貯湯槽内の中間温度の湯量を低減できるようにして、ヒートポンプによる貯湯運転時の運転効率を高めることができる。

（実施の形態４）
図７は本発明の第４の実施の形態における給湯装置の構成図を示すものである。図７において、風呂水温センサー３８は浴槽水の循環水系の水温を検出する。貯湯水ポンプ制御手段３９は浴槽水を循環する放熱手段用ポンプ１９の起動後、風呂水温センサー３８の検出信号が所定温度に達していない場合に貯湯水循環回路の循環水を流すように制御する。また、冬季の水凍結を予知して風呂水温センサー３８の検出信号が凍結防止の所定温度に低下した場合に貯湯水循環回路の循環水を流さないように制御する。

以上のように構成された給湯装置について、以下その動作、作用について説明する。まず、入浴時間帯に浴槽１５の水位を検出するため放熱手段用循環ポンプ１９を起動する。そして、浴槽１５水の温度を検出して浴槽水の水温が所定温度に達していない場合は、貯湯水循環ポンプ１８を運転して第１貯湯槽１０の高温湯で浴槽水を追焚きする。また、浴槽水の水温が所定温度に達している場合は、放熱手段用循環ポンプ１９の運転を停止する。

従って、放熱手段の循環水の循環と貯湯水循環回路の循環水の循環を連動することを防止して、第１貯湯槽から高温湯が無駄に流出するのを防止して第２貯湯槽の中間温度の貯湯量を少なくし、ヒートポンプによる貯湯運転時の運転効率を高める。

以上のように、本発明にかかる給湯装置は、風呂追焚きあるいは暖房に利用した後の貯湯槽内の中間温度の残湯水を少なくしてヒートポンプによる貯湯運転時の運転効率（ＣＯＰ）の向上をはかり、省エネルギーを実現する。

本発明の実施の形態１における給湯装置の構成図 本発明の実施の形態１の放熱機を暖房とした給湯装置の構成図 本発明の実施の形態１における他の水流量制御手段を用いた給湯装置の構成図 本発明の実施の形態１の加熱手段として燃料電池を用いた給湯装置の構成図 本発明の実施の形態２における給湯装置の構成図 本発明の実施の形態３における給湯装置の構成図 本発明の実施の形態４における給湯装置の構成図 本発明の実施の形態４における制御フローチャート 従来のヒートポンプ給湯装置の構成図 ヒートポンプ給湯装置の性能特性図

符号の説明

１ ヒートポンプ
５ 圧縮機
６ 放熱器
７ 減圧手段
８ 吸熱器
９ 水熱交換器
１０ 第１貯湯槽
１１ 第１貯湯槽
１２ 給水管
１３ 連結管
１４ 循環ポンプ
１５ 放熱手段（浴槽）
１６ 熱交換器
１７、３７ 貯湯水循環回路
１８ 貯湯水循環ポンプ
１９ 放熱手段用循環ポンプ
２０ 第１出湯回路
２１ 第２出湯回路
２２ 貯湯温度センサー
２３ 出湯制御手段
２４ 制御手段
２５ 貯湯水温センサー
２６、３６ 流量制御手段
２７ 湯温センサー
２８ 湯温制御手段
２９ ミキシングバルブ
３０ 開閉弁
３１ 暖房機
３２ 水流量制御手段
３３ 循環ポンプ
３４ 燃料電池装置
３４ 温度センサー
３５ 風呂温度センサー
３８ 風呂水温センサー
３９ 貯湯水ポンプ制御手段

Claims (8)

1. 加熱手段と、加熱手段で加熱した温水を上部から貯湯する第１貯湯槽と、下部から給水する第２貯湯槽と、前記第１貯湯槽と前記第２貯湯槽を接続する連結管と、前記第２貯湯槽の水を加熱手段に循環供給する循環ポンプと、放熱手段と、前記第１貯湯槽の湯と前記放熱手段の循環水とを熱交換する熱交換器と、前記熱交換器で熱交換した前記第１貯湯槽の湯を前記第２貯湯槽に流入するようにした貯湯水循環回路と、前記第1貯湯槽の上部から端末手段に出湯する第１出湯回路と、前記第２貯湯槽の上部から端末手段に出湯する第２出湯回路と、前記第１出湯回路による出湯モードと前記第２出湯回路による出湯モードを制御する制御手段と、前記貯湯水循環回路を流れる循環流量を制御する流量制御手段とを備えた給湯装置。
2. 流量制御手段は、貯湯水循環回路の熱交換器出口の水温が所定温度となるように循環流量を制御するようにした請求項１に記載の給湯装置。
3. 流量制御手段は、貯湯水循環回路の熱交換器出口の水温と熱交換器入口の放熱手段の循環水の水温が所定温度差となるように貯湯水循環回路を流れる循環流量を制御するようにした請求項１に記載の給湯装置。
4. 貯湯水循環回路は、熱交換器で熱交換した第１貯湯槽の湯を第２貯湯槽の上部に戻すようにしたことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の給湯装置。
5. 流量制御手段は、放熱手段の循環水が循環して、放熱手段の循環水が所定温度未満の場合に貯湯水循環回路の循環水を流すようにした請求項１〜４のいずれか１項に記載の給湯装置。
6. 加熱手段は圧縮機を備えたヒートポンプとした請求項１〜５のいずれか１項に記載の給湯装置。
7. ヒートポンプは冷媒の圧力が臨界圧力以上となる超臨界ヒートポンプサイクルであり、臨界圧力以上に昇圧された冷媒により温水を加熱する請求項６に記載の給湯装置。
8. 加熱手段は燃料電池の排熱とした請求項１〜５のいずれか１項に記載の給湯装置。

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