JP2006183967A

JP2006183967A - 給湯装置

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Publication number: JP2006183967A
Application number: JP2004380167A
Authority: JP
Inventors: Yasuo Azuma; 康夫東; Toshiya Miyake; 俊也三宅
Original assignee: Kobe Steel Ltd
Current assignee: Kobe Steel Ltd
Priority date: 2004-12-28
Filing date: 2004-12-28
Publication date: 2006-07-13

Abstract

【課題】エネルギ消費を抑制しつつ、瞬時に最適温度の湯温を提供することができる給湯装置を提供することである。
【解決手段】給湯装置１００においては、配管Ｐ１内を流通して給水源から流体が加熱装置１０に供給される。加熱装置１０において加熱された流体が配管Ｐ２内を流通してタンク２０に貯えられる。タンク２０に貯えられた流体が循環配管内Ｐ４およびＰ５を流通しつつ、配管Ｐ１０内を流通してシャワーまたは蛇口３０へ供給される。また、蒸気圧縮式加熱装置５００により循環配管Ｐ４およびＰ５内を流通する流体の加熱が行われる。
【選択図】図１

Description

本発明は、給水源から供給された流体を所定の温度に加熱する給湯装置に関する。

従来、給水源から供給された水を所定の温度に加熱する装置として、種々の給湯装置が開発されている。

例えば、特許文献１には、ヒートポンプおよび給湯用ヒートポンプシステムについて開示されている。この特許文献１記載のヒートポンプ等では、圧縮機の小型化を図るとともに、高温出力を可能にすることができる。

また、近年マンションまたは大型施設等において、個々に給湯装置を設ける方式ではなく、一箇所に集中した大型のタンクを有する給湯装置を設け、各部屋または各施設に湯を供給するセントラル給湯方式が採用されつつある。このセントラル給湯方式においては、加熱装置を介する配管系統とは別に、給湯専用の循環配管が設けられている。この循環配管には、給湯負荷がない場合でも、常に温水の循環が行われている。それにより、循環配管から供給配管を介して、常に各部屋および各施設において適切な温度の湯を使用することができる。
特開２００３−８３６３８号公報

また、上記のセントラル給湯方式においては、常に循環配管内で温水を循環させているため、循環させている間に温水の温度が低下するという課題がある。

この課題を解決するため大型の給湯装置を常に稼動させると、多大なエネルギ消費が発生することとなる。また、大型のタンクに温水を貯えるため、特許文献１記載のヒートポンプ等を用いても一度低下したタンク内の湯温を上昇させるのに時間がかかるという課題がある。

本発明の目的は、エネルギ消費を抑制しつつ、瞬時に最適温度の湯温を提供することができる給湯装置を提供することである。

課題を解決するための手段及び効果

（１）
本発明に係る給湯装置は、給水源から供給された流体を所定の温度に加熱する給湯装置であって、給水源から供給された流体を加熱する加熱装置と、給水源と加熱装置との間を流体が流通できるように接続された第１の配管と、加熱装置により加熱された流体を貯えるタンクと、加熱装置とタンクとの間を加熱された流体が流通できるように接続された第２の配管と、タンク内に貯蓄された流体をタンク外において循環させる循環配管と、循環配管から供給先へ加熱された流体を供給する供給配管と、循環配管に介挿され、循環配管内の流体を加熱する蒸気圧縮式加熱装置とを備えたものである。

本発明に係る給湯装置においては、第１の配管内を流通して給水源から流体が加熱装置に供給される。加熱装置において加熱された流体が第２の配管内を流通してタンクに貯えられる。タンクに貯えられた流体が循環配管内を流通しつつ、供給配管内を流通して供給先へ供給される。また、蒸気圧縮式加熱装置により循環配管内を流通する流体の加熱が行われる。

この場合、循環配管内を循環する流体の温度が低下しても、蒸気圧縮式加熱装置により流体を加熱することにより、流体の温度低下を防止することができる。また、大型の加熱装置を動作させることなく、蒸気圧縮式加熱装置を稼動させることにより消費エネルギを抑制することができる。

また、蒸気圧縮式加熱装置を用いることによりエネルギ効率を他の燃焼式加熱装置よりも高くすることができるため、消費エネルギをより抑制することができる。

さらに、蒸気圧縮式加熱装置においては、瞬時の稼動が可能であり、かつ循環配管において流体の加熱を行うため、タンク内の温度変動に左右されず、瞬時に最適温度に調整して供給先に最適温度の流体を供給することができる。

（２）
蒸気圧縮式加熱装置は、蒸発器、蒸気圧縮機、凝縮器および膨張弁により構成され、凝縮器は、熱供給配管と、熱吸収配管とを備え、蒸気圧縮式加熱装置は、蒸気圧縮機、凝縮器の熱供給配管、および膨張弁の順に閉塞された閉塞配管を有し、閉塞配管の両端がタンクに接続され、凝縮器の熱吸収配管は、循環配管に介挿されてもよい。

この場合、一度加熱して貯えられたタンク内の流体を利用して循環配管内の蒸気圧縮加熱をおこなうことができるので、エネルギ効率をさらに向上させ、消費エネルギを抑制することができる。

（３）
蒸気圧縮式加熱装置は、蒸発器からの流体を膨張させる膨張装置をさらに備え、膨張装置は、蒸発器からの流体を膨張させてタンクに還流させてもよい。

（４）
蒸気圧縮式加熱装置は、蒸発器からの流体を膨張させる膨張装置をさらに備え、膨張装置は、蒸発器からの流体を膨張させて加熱装置の上流の第１の配管に還流させてもよい。

この場合、膨張装置により蒸発器において使用された流体を加熱装置の上流に還流させることができるので、加熱装置により加熱すべき流体の温度上昇を低減することができ、加熱装置の稼動を少なくすることができる。その結果、さらにエネルギ消費を低減することができる。

（５）
蒸気圧縮式加熱装置は、蒸発器およびタンクの間に複数の配管を有し、複数の配管は、タンクの垂直方向に異なる位置にそれぞれ接続されてもよい。

この場合、タンクの異なる位置に接続された複数の配管からタンク内の流体が蒸発器に供給される。すなわち、タンク内の上下位置においては流体の温度が相違する。そのため、タンクの垂直方向に複数の配管を設けることにより、異なる温度の流体を蒸発器に供給することができる。

（６）
蒸気圧縮加熱装置は、タンク内に複数の温度検出器を有し、かつ複数の配管にそれぞれ開閉装置を有し、開閉装置は、複数の温度検出器の値に応じて複数の配管内の流体の流通制御を行ってもよい。

この場合、複数の温度検出器および開閉装置により最適温度の流体が、複数の配管から蒸発器に供給される。したがって、蒸気圧縮式加熱装置のエネルギ消費をさらに低減することができる。

以下、本発明に係る給湯装置について、第１の実施の形態〜第３の実施の形態について、図を用いて説明する。
（第１の実施の形態）
図１は、第１の実施の形態に係る給湯装置１００の一例を示す模式図である。

図１に示すように、給湯装置１００は、加熱装置１０、タンク２０、シャワーまたは蛇口３０および蒸気圧縮式加熱装置５００を含む。蒸気圧縮式加熱装置５００は、蒸発器５１、蒸気圧縮機５２、凝縮器５３、膨張弁５４および膨張装置５５を含む。また、給湯装置１００は、配管Ｐ１〜Ｐ６，Ｐ１０，Ｐ５１〜Ｐ５６およびバルブＶ１〜Ｖ３を含む。

配管Ｐ１の一端は給水源に接続され、配管Ｐ１の他端は加熱装置１０に接続される。また、配管Ｐ１には、バルブＶ１が介挿されている。配管Ｐ２の一端は加熱装置１０に接続され、配管Ｐ２の他端はタンク２０に接続される。配管Ｐ３の一端はタンクに接続され、配管Ｐ３の他端はバルブＶ２に接続される。ここで、バルブＶ２は三方弁である。配管Ｐ４の一端はバルブＶ２に接続され、配管Ｐ４の他端はバルブＶ３に接続される。バルブＶ３は三方弁である。配管Ｐ５の一端はバルブＶ３に接続され、配管Ｐ５の他端はバルブＶ２に接続される。これにより、配管Ｐ４，Ｐ５およびバルブＶ２，Ｖ３により循環配管が形成されている。また、配管Ｐ５の途中には、凝縮器５３が介挿されている。凝縮器５３の詳細については後述する。

配管Ｐ１０の一端は配管Ｐ４に接続され、配管Ｐ１０の他端はシャワーまたは蛇口３０に接続される。配管Ｐ６の一端は配管Ｐ１に接続され、配管Ｐ６の他端はバルブＶ３に接続される。この配管Ｐ６は、後述する配管Ｐ４およびＰ５内を循環する湯温が上昇しすぎた場合に、バルブＶ３を開放することにより給水源の温度の低い水を供給することにより、配管Ｐ４およびＰ５の温度を低下させるために設けられる。

次に、蒸気圧縮式加熱装置５００の構成について説明する。配管Ｐ５１の一端はタンク２０に接続され、配管Ｐ５１の他端は蒸発器５１に接続される。配管Ｐ５２の一端は蒸発器５１に接続され、配管Ｐ５２の他端は蒸気圧縮機５２に接続される。配管Ｐ５３の一端は蒸気圧縮機５２に接続され、配管Ｐ５３の他端は膨張弁５４に接続される。なお、配管Ｐ５３および配管Ｐ５の途中には、一個の凝縮器５３が介挿される。配管Ｐ５４の一端は膨張弁５４に接続され、配管Ｐ５４の他端はタンク２０に接続される。

また、配管Ｐ５５の一端は蒸発器５１に接続され、配管Ｐ５５の他端は膨張装置５５に接続される。配管Ｐ５６の一端は膨張装置５５に接続され、配管Ｐ５６の他端はタンク２０に接続される。

次に、給湯装置１００における流体の動きについて説明する。本実施における流体（媒体）は、水、湯および水蒸気のうちいずれか一つまたは複数である。

まず、バルブＶ１が開放され、配管Ｐ１内を水が流通し、加熱装置１０により加熱される。加熱装置１０により加熱された水（以下、湯と呼ぶ。）は、配管Ｐ２内を流通して、タンク２０に貯えられる。タンク２０内に貯えられた湯は、配管Ｐ３およびバルブＶ２を介して配管Ｐ４内を流通する。シャワーおよび蛇口３０において湯が使用される場合、配管Ｐ４内を流通する湯が、配管Ｐ１０内を流通することにより、シャワーおよび蛇口３０から供給される。

配管Ｐ４内の湯がシャワーおよび蛇口３０により使用されない場合、配管Ｐ４内の湯は、バルブＶ３および配管Ｐ５内を流通し、バルブＶ２を通って再び配管Ｐ４内に還流される。この場合、配管Ｐ４および配管Ｐ５の距離が長くなるに連れて、配管Ｐ４および配管Ｐ５内を循環する湯の温度が低下する。

本実施の形態においては、配管Ｐ５に介挿された凝縮器５３により循環する湯の加熱が行われる。なお、凝縮機５３は内部に熱交換手段を備え、一次側配管である熱供給配管と、二次側配管である熱吸収配管とを備える。本実施の形態においては、熱供給配管として配管Ｐ５３を用い、熱吸収配管として配管Ｐ５を用いる。なお、図示していないが、熱供給配管と熱吸収配管とは、熱交換効率が好適なような構成を有する。

まず、タンク２０内に貯えられた湯が配管Ｐ５１内を流通して蒸発器５１に供給される。湯は蒸発器５１内において減圧されて蒸気になる。蒸気は蒸気圧縮機５２に送られ、圧縮されてさらに高温になる。高温の蒸気は凝縮器５３に与えられ、配管Ｐ５内を流通する湯に対して熱交換が行われる。それにより、蒸気の温度が低下し、配管Ｐ５内の湯の温度が上昇する。温度が低下した蒸気は、膨張器５４内において湯になる。湯は配管Ｐ５４内を流通してタンク２０に戻される。

また、蒸発器５１において蒸発されずに残存した湯は、配管Ｐ５５内を通って膨張装置５５に与えられる。残存した湯は、膨張装置５５内において通常の湯になる。湯は配管Ｐ５６内を流通してタンク２０に戻される。

なお、図１においては図示していないが、各配管Ｐ１〜Ｐ６，Ｐ１０，Ｐ５１〜Ｐ５６には、温度検知器が備えられ、温度検出センサの出力に応じて各バルブＶ１〜Ｖ３の開閉操作を行う制御装置が備えられている。

以上のように、配管Ｐ４，Ｐ５およびバルブＶ２，Ｖ３内を循環する湯温が低下した場合でも、蒸気圧縮式加熱装置５００により湯を加熱することにより、湯温の低下を防止することができる。また、大型の加熱装置１０を動作させることなく、蒸気圧縮式加熱装置５００を稼動させることにより消費エネルギを抑制することができる。

また、蒸気圧縮式加熱装置５００においては、瞬時の稼動が可能であり、かつ配管Ｐ５において湯の加熱を行うため、タンク２０内の温度変動に左右されず、瞬時に最適温度に調整することができる。

さらに、蒸気圧縮式加熱装置５００は、一般にエネルギ効率（取り出す熱量／圧縮機動力）が１．０以上であり、他の燃焼式加熱装置、もしくは電気ヒータと比較すると消費エネルギをより抑制することができる。

また、蒸気圧縮式加熱装置５００は、一度加熱して貯えられたタンク２０内の湯を利用して配管Ｐ５内の蒸気圧縮加熱をおこなうことができるので、エネルギ効率をさらに向上させ、消費エネルギを抑制することができる。

（第２の実施の形態）
図２は、第２の実施の形態に係る給湯装置１００ａの一例を示す模式図である。図２に示す給湯装置１００ａが図１に示す給湯装置１００と異なるのは以下の点である。

図２の給湯装置１００ａは、図１の配管Ｐ５６の代わりに配管Ｐ５７を含むものである。配管Ｐ５７の一端は膨張装置５５に接続され、配管Ｐ５７の他端は配管Ｐ１に接続される。

次に、給湯装置１００ａにおける流体の動きが、給湯装置１００における流体の動きと異なるのは以下の点である。給湯装置１００ａにおいては、蒸発器５１において蒸発されずに残存した湯は、膨張装置５５に与えられる。残存した湯は、膨張装置５５内において通常の湯になる。湯は配管Ｐ１を流通して加熱装置１０に与えられる。

この場合、配管Ｐ４，Ｐ５およびバルブＶ２，Ｖ３内を循環する湯温が低下した場合でも、蒸気圧縮式加熱装置５００により湯を加熱することにより、湯温の低下を防止することができる。また、大型の加熱装置１０を動作させることなく、蒸気圧縮式加熱装置５００を稼動させることにより消費エネルギを抑制することができる。

さらに、膨張装置５５により蒸発器５１において使用された蒸気を加熱装置１０の上流に還流させることができるので、加熱装置１０により加熱すべき温度上昇を減少させることができるので、加熱装置１０の稼動を少なくすることができる。その結果、さらにエネルギ消費を低減することができる。

（第３の実施の形態）
図３は、第３の実施の形態に係る給湯装置１００ｂの一例を示す模式図である。図３に示す給湯装置１００ｂが図１および図２に示す給湯装置１００，１００ａと異なるのは以下の点である。

図３の給湯装置１００ｂは、図２の給湯装置１００ａの構成に、さらに制御装置６０および複数の温度検出センサ６１ａ，６１ｂ，６１ｃを含む。また、給湯装置１００ｂは、図２の給湯装置１００ａの配管Ｐ５１の代わりに複数の配管Ｐ５１ａ，〜，Ｐ５１ｄおよびバルブＶ５１ａ，〜，Ｖ５１ｃを含む。

複数の温度検出センサ６１ａ，６１ｂ，６１ｃは、タンク２０の垂直方向の異なる位置にそれぞれ配置される。制御装置６０は、複数の温度検出センサ６１ａ，６１ｂ，６１ｃに接続される。

タンク２０の垂直方向の異なる位置で、かつ複数の温度検出センサ６１ａ，６１ｂ，６１ｃの配置位置に対応するように、配管Ｐ５１，Ｐ５２，Ｐ５３の一端がそれぞれ接続され、配管Ｐ５１，Ｐ５２，Ｐ５３の他端が配管Ｐ５１ｄの一端に接続される。配管Ｐ５１ｄの他端は蒸発器５１に接続される。

なお、配管Ｐ５１，Ｐ５２，Ｐ５３には、それぞれバルブＶ５１ａ，Ｖ５１ｂ，Ｖ５１ｃが介挿されている。

制御装置６０は、複数の温度検出センサ６１ａ，６１ｂ，６１ｃからの温度検出値に応じてバルブＶ５１ａ，Ｖ５１ｂ，Ｖ５１ｃのうちいずれか一つまたは複数を開放するように指示する。バルブＶ５１ａ，Ｖ５１ｂ，Ｖ５１ｃのいずれか一つまたは複数は、制御装置６０からの指示に応じてタンク２０内の湯を蒸発器５１に供給する。

さらに、膨張装置５５により蒸発器５１において使用された蒸気を加熱装置１０の上流に還流させることができるので、加熱装置１０により加熱される水の温度を高くすることができ、加熱装置１０の稼動を少なくすることができる。その結果、さらにエネルギ消費を低減することができる。

また、複数の温度検出器６１ａ〜６１ｃおよび開閉装置Ｖ５１ａ〜Ｖ５１ｃにより加熱に適した最適温度の湯が、複数の配管Ｐ５１ａ〜Ｐ５１ｃから蒸発器５１に供給される。したがって、蒸気圧縮式加熱装置５００のエネルギ消費をさらに低減することができる。

以下、実施例１において、第１の実施の形態に係る給湯装置１００を用いて消費エネルギの低減を確認し、実施例２において、第２の実施の形態に係る給湯装置１００ａを用いて消費エネルギの抑制を確認した。また、図４は、実施例における蒸気圧縮式加熱装置５００の拡大図である。また、実施例における配管Ｐ１内の水温は１０℃で設定しており、タンク２０および配管Ｐ４内の湯温は６０℃で設定し、配管Ｐ５内の湯温は５５℃で設定している。

（実施例１）
実施例１における給湯装置１００の条件は以下の通りである。蒸気圧縮機５２の圧縮比は４．７であり、圧縮機効率は０．５であり、循環流量は２３Ｋｇ／ｍｉｎであり、循環入水温度は５５度であり、循環水出口温度は６０度であり、増熱エネルギは８．０ｋＷであり、凝縮水目標温度は６０度である。この場合、配管Ｐ５１，〜，Ｐ５５内の湯のパラメータは以下のようになる。

表１に示すように、配管Ｐ５１における湯の温度は５５℃であり、流量は０．０８ｋｇ／ｓ（４．５ｋｇ／ｍｉｎ）であった。

配管Ｐ５２における温度飽和蒸気流量は０．００３１Ｋｇ／ｓ（０．１５７５ｋｇ／ｍｉｎ）であり、蒸発熱量は７．６ｋＷであった。飽和圧力は０．００４２１ＭＰａ（４．２１０ｋＰａ）であり、水入り口温度比容積は０．００３０１７ｋｇ／ｍ³であった。吸い込み流量が０．１０４ｍ³／ｓ（３７３ｍ³／ｈ）であり、比エンタルピは２５５５３１３Ｊ／ｋｇ（２５５５ｋＪ／ｋｇ）であり、比エントロピは８４５５Ｊ／ｋｇ（８ｋＪ／ｋｇ）であった。

配管Ｐ５３における圧縮後圧力は０．０１９８０７７ＭＰａ（１９．８ｋＰａ）であり、温度（等エントロピ）は１６９℃であり、エンタルピは２８１８１０１Ｊ／ｋｇ（２８１８ｋＪ／ｋｇ）であり、断熱熱落差は２６３ｋＪ／ｋｇであり、圧縮仕事は１．６４ｋＷであった。

配管Ｐ５４における凝縮水圧力は０．０２ＭＰａ（１９．８ｋＰａ）であり、凝縮水温度は６０℃であり、目標凝縮水温度との差は０℃であり、エンタルピは２５０５２７Ｊ／ｋｇ（２５１ｋＪ／ｋｇ）であり、加熱から凝縮までにおけるエンタルピ差は２５６８ｋＪ／ｋｇであり、熱交換は８．０であった。

配管Ｐ５５における温度は３０℃であり、蒸発潜熱は２４３０１９５Ｊ／ｋｇ（２４３０ｋＪ／ｋｇ）であり、流量は０．０７３ｋｇ／ｍｉｎ（４．３５４ｋｇ／ｍｉｎ）であり、顕熱は７．５９ｋＷであった。また、給湯装置１００における成績係数ＣＯＰ（Coefficient of Performance）は４．９であった。

（実施例２）
実施例３における給湯装置１００ａの条件は以下の通りである。蒸気圧縮機５２の圧縮比は１６．３であり、圧縮機効率は０．５であり、循環流量は２３Ｋｇ／ｍｉｎであり、循環入水温度は５５℃であり、循環水出口温度は６０℃であり、増熱エネルギは８．０ｋＷであり、凝縮水目標温度は６０℃である。この場合、配管Ｐ５１，〜，Ｐ５５内の湯のパラメータは以下のようになる。

表２に示すように、配管Ｐ５１における湯の温度は５５℃であり、流量は０．０４ｋｇ／ｓ（２．４ｋｇ／ｍｉｎ）であった。

配管Ｐ５２における温度飽和蒸気流量は０．００２９Ｋｇ／ｓ（０．１７２５ｋｇ／ｍｉｎ）であり、蒸発熱量は７．１ｋＷであった。飽和圧力は０．００１２２ＭＰａ（１．２１６ｋＰａ）であり、水入り口温度比容積は０．００９３２ｋｇ／ｍ³であった。吸い込み流量が０．３０９ｍ³／ｓ（１１１１ｍ³／ｈ）であり、比エンタルピは２５１８９５５Ｊ／ｋｇ（２５１９ｋＪ／ｋｇ）であり、比エントロピは８９０４Ｊ／ｋｇ（９ｋＪ／ｋｇ）であった。

配管Ｐ５３における圧縮後圧力は０．０１９８０７８ＭＰａ（１９．８ｋＰａ）であり、温度（等エントロピ）は２８２℃であり、エンタルピは３０４０７３３Ｊ／ｋｇ（３０４１ｋＪ／ｋｇ）であり、断熱熱落差は５２２ｋＪ／ｋｇであり、圧縮仕事は３．００ｋＷであった。

配管Ｐ５４における凝縮水圧力は０．０２ＭＰａ（１９．８ｋＰａ）であり、凝縮水温度は６０℃であり、目標凝縮水温度との差は０℃であり、エンタルピは２５０５２７Ｊ／ｋｇ（２５１ｋＪ／ｋｇ）であり、加熱から凝縮までにおけるエンタルピ差は２７９０ｋＪ／ｋｇであり、熱交換は８．０であった。

配管Ｐ５５における温度は１０℃であり、蒸発潜熱は２４７７５６４Ｊ／ｋｇ（２４７８ｋＪ／ｋｇ）であり、流量は０．０３８ｋｇ／ｍｉｎ（２．２６９ｋｇ／ｍｉｎ）であり、顕熱は７．１２ｋＷであった。また、給湯装置１００における成績係数ＣＯＰ（Coefficient of Performance）は２．７であった。

（評価）
実施例１および２の結果を比較すると、飽和水蒸気流量において実施例１では、３７３（ｍ³/ｈ）であるのに対し、実施例２では１１１１（ｍ³/ｈ）であった。その結果、実施例１の方は、吸い込み流量が少ないため、タンク２０内のわずかな湯の量により配管Ｐ５内の温度低下した湯の湯温を上昇できることがわかった。

また、圧縮比において実施例１では、４．７であるのに対し、実施例２では１６．３であった。一般に、圧縮比は配管Ｐ５５から還流される湯温が上昇するに伴い低い値を示すことが推測できる。この場合、圧縮比が低くなるに伴い、エネルギ効率が悪くなる。その結果、実施例１よりも実施例２の方がエネルギ効率の面では優れていることが分かった。
さらに、成績係数ＣＯＰにおいて実施例１では、４．９であるのに対し、実施例２においては２．７であった。一般に、成績係数は、冷凍サイクルで消費された動力(入力)と冷凍能力の比であらわされることから、総合評価においては、実施例１の方が優れていることが分かった。すなわち、実施例２は、従来の燃焼装置と比較しても充分優れており、さらに実施例２よりも実施例１の方が優れていることが分かった。

上記第１〜第３の実施の形態においては、水、湯または蒸気が流体に相当し、給湯装置１００，１００ａ，１００ｂが給湯装置に相当し、加熱装置１０が加熱装置に相当し、配管Ｐ１が第１の配管に相当し、タンク２０がタンクに相当し、配管Ｐ２が第２の配管に相当し、配管Ｐ４およびＰ５が循環配管に相当し、配管Ｐ１０が供給配管に相当し、シャワーまたは蛇口３０が供給先に相当し、蒸気圧縮式加熱装置５００が蒸気圧縮式加熱装置に相当し、蒸発器５１が蒸発器に相当し、蒸気圧縮機５２が蒸気圧縮機に相当し、凝縮器５３が凝縮器に相当し、膨張弁５４が膨張弁に相当し、配管Ｐ５３が熱供給配管に相当し、配管Ｐ５が熱吸収配管に相当し、配管Ｐ５１〜Ｐ５４が閉塞配管に相当し、膨張装置５５が膨張装置に相当し、配管Ｐ５１ａ，Ｐ５１ｂ，Ｐ５１ｃが複数の配管に相当し、温度検出器６１ａ，６１ｂ，６１ｃが複数の温度検出器に相当し、バルブＶ５１ａ，Ｖ５１ｂ，Ｖ５１ｃが開閉装置に相当する。

本発明は、上記の好ましい第１〜第３の実施の形態に記載されているが、本発明はそれだけに制限されない。本発明の精神と範囲から逸脱することのない様々な実施形態が他になされることは理解されよう。さらに、本実施形態において、本発明の構成による作用および効果を述べているが、これら作用および効果は、一例であり、本発明を限定するものではない。

第１の実施の形態に係る給湯装置の一例を示す模式図第２の実施の形態に係る給湯装置の一例を示す模式図第３の実施の形態に係る給湯装置の一例を示す模式図実施例における蒸気圧縮式加熱装置の拡大図

符号の説明

１０加熱装置
２０タンク
３０シャワーまたは蛇口
５１蒸発器
５２蒸気圧縮機
５３凝縮器
５４膨張弁
５５膨張装置
６１ａ，６１ｂ，６１ｃ温度検出器
１００，１００ａ，１００ｂ給湯装置
５００蒸気圧縮式加熱装置
Ｐ１，Ｐ２，Ｐ４，Ｐ５，Ｐ１０，Ｐ５１〜Ｐ５４配管
Ｐ５１ａ，Ｐ５１ｂ，Ｐ５１ｃ配管
Ｖ５１ａ，Ｖ５１ｂ，Ｖ５１ｃバルブ

Claims

給水源から供給された流体を所定の温度に加熱する給湯装置であって、
前記給水源から供給された流体を加熱する加熱装置と、
前記給水源と前記加熱装置との間を前記流体が流通できるように接続された第１の配管と、
前記加熱装置により加熱された流体を貯えるタンクと、
前記加熱装置と前記タンクとの間を前記加熱された流体が流通できるように接続された第２の配管と、
前記タンク内に貯蓄された流体を前記タンク外において循環させる循環配管と、
前記循環配管から供給先へ前記加熱された流体を供給する供給配管と、
前記循環配管に介挿され、前記循環配管内の流体を加熱する蒸気圧縮式加熱装置とを備えることを特徴とする給湯装置。
前記蒸気圧縮式加熱装置は、
蒸発器、蒸気圧縮機、凝縮器および膨張弁により構成され、
前記凝縮器は、熱供給配管と、熱吸収配管とを備え、
前記蒸気圧縮式加熱装置は、
前記蒸気圧縮機、前記凝縮器の熱供給配管、および前記膨張弁の順に閉塞された閉塞配管を有し、前記閉塞配管の両端が前記タンクに接続され、
前記凝縮器の熱吸収配管は、前記循環配管に介挿されたことを特徴とする請求項１記載の給湯装置。
前記蒸気圧縮式加熱装置は、
蒸発器からの流体を膨張させる膨張装置をさらに備え、
前記膨張装置は、前記蒸発器からの流体を膨張させて前記タンクに還流させることを特徴とする請求項２記載の給湯装置。
前記蒸気圧縮式加熱装置は、
蒸発器からの流体を膨張させる膨張装置をさらに備え、
前記膨張装置は、前記蒸発器からの流体を膨張させて前記加熱装置の上流の前記第１の配管に還流させることを特徴とする請求項２記載の給湯装置。
前記蒸気圧縮式加熱装置は、
前記蒸発器および前記タンクの間に複数の配管を有し、
前記複数の配管は、前記タンクの垂直方向に異なる位置にそれぞれ接続されたことを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の給湯装置。
前記蒸気圧縮加熱装置は、
前記タンク内に複数の温度検出器を有し、かつ前記複数の配管にそれぞれ開閉装置を有し、
前記開閉装置は、前記複数の温度検出器の値に応じて前記複数の配管内の流体の流通制御を行うことを特徴とする請求項５記載の給湯装置。