JP2009068760A - 貯湯式給湯機 - Google Patents

Abstract

【課題】沸上げ用循環管路と熱源用循環管路とを備え、各循環管路での湯の循環を１台の循環ポンプにより行うことができると共に湯の利用効率を高め易い貯湯式給湯機を得ること。
【解決手段】沸上げ用循環管路２０と熱源用循環管路４０とを備えた貯湯式給湯機７０を構成するにあたり、沸上げ用熱交換器６２の上流側でかつ二次利用側熱交換器３５の下流側に位置する領域に第１共用管路部ＣＬ_１を設けると共に、沸上げ用熱交換器の下流側でかつ二次利用側熱交換器の上流側に位置する領域に第２共用管路部ＣＬ_２を設け、第１共用管路部には、沸上げ用循環管路と熱源用循環管路とを合流させる第１制御弁２２と、循環ポンプ２４と、熱源用循環管路を沸上げ用循環管路から分岐させる第２制御弁２６とを上流側からこの順番で配置し、第２共用管路の一端は貯湯タンク１０の上部に接続する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、貯湯タンクの下部から取水した低温水を沸上げ用熱交換器で湯に沸き上げる一方で、貯湯タンクに貯留された湯を熱源として用いて浴槽や温水暖房設備等で用いられる湯を沸き上げる貯湯式給湯機に関するものである。

熱源機で沸き上げた湯を貯湯タンクに一旦貯留し、該貯湯タンクに接続された給湯管の端部に設けた給湯栓をユーザが開けたときに貯湯タンク内の湯がそのまま、または水でうめられて出湯するように構成された貯湯式給湯機では、浴槽や温水暖房設備等で用いられる湯を沸き上げる熱源として貯湯タンク内の湯を利用することができるように構成されたものも開発されている。

このような貯湯式給湯機には、貯湯タンクの下部から取水した低温水を沸上げ用熱交換器で湯に沸き上げて貯湯タンクの上部から該貯湯タンクに戻す沸上げ用循環管路と、貯湯タンクの上部から取水した湯を二次利用側熱交換器で熱源として用いた後に貯湯タンクの下部から該貯湯タンクに戻す熱源用循環管路とが設けられる。従来は、各循環管路に１台ずつ循環ポンプが配置されていたが、特許文献１に記載された貯湯式給湯機（給湯機）では、１台の循環ポンプにより各循環管路での湯の循環を可能にしている。

当該特許文献１に記載された貯湯式給湯機では、沸上げ用循環管路での貯湯タンク（給湯タンク）下部側に第１三方弁を設けて該第１三方弁により沸上げ用循環管路に熱源用循環管路を合流させる一方で、沸上げ用熱交換器（給湯用熱交換器）の下流側に第２三方弁を設けて該第２三方弁により沸上げ用循環管路から熱源用循環管路を分岐させている。そして、第１三方弁と沸上げ用熱交換器との間に循環ポンプを配置することで、１台の循環ポンプにより各循環管路での湯の循環を可能にしている。

特開２００４−２１８９０７号公報

しかしながら、特許文献１に記載された貯湯式給湯機では、貯湯タンクの上部から取水した湯を二次利用側熱交換器で熱源として用いる二次利用運転（浴槽水沸上げ運転）を行ったときに、貯湯タンクの上部から取水した湯が二次利用側熱交換器（利用側熱交換器）で使用済水と熱交換を行った後に沸上げ用熱交換器（給湯用熱交換器）を経て貯湯タンクの下部に戻されることになるので、熱源用循環管路での配管長が長くなり易い。熱源用循環管路での配管長の増加は当該熱源用循環路での放熱ロスの増大につながり、放熱ロスの増大は湯の利用効率の低下につながる。

本発明は上記の事情に鑑みてなされたものであり、沸上げ用循環管路と熱源用循環管路とを備え、各循環管路での湯の循環を１台の循環ポンプにより行うことができると共に湯の利用効率を高め易い貯湯式給湯機を得ることを目的とする。

上記の目的を達成する本発明の貯湯式給湯機は、貯湯タンクの下部から取水した低温水を沸上げ用熱交換器で湯に沸き上げて貯湯タンクの上部から該貯湯タンクに戻す沸上げ用循環管路と、貯湯タンクの上部から取水した湯を二次利用側熱交換器で熱源として用いた後に貯湯タンクの下部から該貯湯タンクに戻す熱源用循環管路とを備えた貯湯式給湯機であって、沸上げ用循環管路と熱源用循環管路とは、沸上げ用熱交換器の上流側でかつ二次利用側熱交換器の下流側に位置する領域に設けられた第１共用管路部を含むと共に、沸上げ用熱交換器の下流側でかつ二次利用側熱交換器の上流側に位置する領域に設けられた第２共用管路部を含み、第１共用管路部には、沸上げ用循環管路と熱源用循環管路とを合流させる第１制御弁と、循環ポンプと、熱源用循環管路を沸上げ用循環管路から分岐させる第２制御弁とが該第１共用管路部での上流側からこの順番で配置され、第２共用管路の一端は貯湯タンクの上部に接続されていることを特徴とするものである。

また、上記の目的を達成する本発明の他の貯湯式給湯機は、貯湯タンクの下部から取水した低温水を沸上げ用熱交換器で湯に沸き上げて貯湯タンクの上部から該貯湯タンクに戻す沸上げ用循環管路と、貯湯タンクの上部から取水した湯を二次利用側熱交換器で熱源として用いた後に貯湯タンクの下部から該貯湯タンクに戻す熱源用循環管路とを備えた貯湯式給湯機であって、沸上げ用循環管路と熱源用循環管路とは、沸上げ用熱交換器の上流側に位置する領域に設けられた第１共用管路部を含むと共に、沸上げ用熱交換器の下流側に位置する領域に設けられた第２共用管路部を含み、第１共用管路部には、沸上げ用循環管路と熱源用循環管路とを合流させる第１制御弁と、熱源用循環管路を沸上げ用循環管路から分岐させる第２制御弁とが該第１共用管路部での上流側からこの順番で配置されていると共に、二次利用側熱交換器と循環ポンプとが第１制御弁と第２制御弁との間に順序不同で配置されており、第２共用管路の一端は貯湯タンクの上部に接続されていることを特徴とするものである。

本発明の貯湯式給湯機では、沸上げ用熱交換器の上流側に位置する領域に上記第１共用管路部が設けられ、該第１共用管路部に循環ポンプが配置されているので、沸上げ用循環管路および熱源用循環管路それぞれでの湯の循環を１台の循環ポンプにより行うことができる。また、沸上げ用熱交換器（給湯用熱交換器）の下流側で熱源用循環管路の下流端を貯湯タンクに接続させる特許文献１に記載された給湯機に比べて、熱源用循環管路での配管長を短くし易く、結果として、熱源用循環管路での放熱ロスを抑えて湯の利用効率を高め易い。したがって、本発明によれば、沸上げ用循環管路と熱源用循環管路とを備え、かつ湯の利用効率が高い貯湯式給湯機を安価に提供することが容易になる。

以下、本発明の貯湯式給湯機の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。なお、本発明は以下に説明する実施の形態に限定されるものではない。

実施の形態１．
図１は、貯湯式給湯機の一例を概略的に示すブロック図である。同図に示す貯湯式給湯機７０は、市水等の低温水を湯に沸き上げて所望箇所に給湯する機能と、浴槽や温水暖房設備等で用いられる湯の熱源としての機能とを有するものであり、当該貯湯式給湯機７０は、給湯ユニット１とヒートポンプユニット６０とを備えている。以下、貯湯式給湯機７０の構成要素について説明する。

上記の給湯ユニット１は、貯湯タンク１０と、貯湯タンク１０の下部に接続されて当該貯湯タンク１０内に市水等の低温水を供給する給水管１５と、貯湯タンク１０の下部からヒートポンプユニット６０を経て貯湯タンク１０の上部に戻る沸上げ用循環管路２０と、貯湯タンク１０の上部に接続されて当該貯湯タンク１０内の湯を所望の給湯先に送る給湯管３０とを有している。更には、貯湯タンク１０の上部から二次利用側熱交換器３５を経て貯湯タンク１０の下部に戻る熱源用循環管路４０と、浴槽や温水暖房設備等の被加熱設備８０から二次利用側熱交換器３５を経て被加熱設備８０に戻る設備側循環管路５０も有している。

沸上げ用循環管路２０は、貯湯タンク１０の下部から取水した低温水をヒートポンプユニット６０で湯に沸き上げてから貯湯タンク１０の上部に戻す循環管路である。この沸上げ用循環管路２０は、貯湯タンク１０の下部に一端が接続された第１専用管路部２０ａと、該第１専用管路部２０ａの下流端に接続された第１共用管路部ＣＬ_１と、該第１共用管路部ＣＬ_１の下流端に接続された第２専用管路部２０ｂと、該第２専用管路部２０ｂの下流端と貯湯タンク１０の上部とを結ぶ第２共用管路部ＣＬ_２とを含んでいる。

上記の第１共用管路部ＣＬ_１はヒートポンプユニット６０よりも上流側に設けられており、該第１共用管路部ＣＬ_１には、沸上げ用循環管路２０と熱源用循環管路４０とを合流させる第１制御弁２２と、循環ポンプ２４と、熱源用循環管路４０を沸上げ用循環管路２０から分岐させる第２制御弁２６とが上流側からこの順番で配置されている。第１制御弁２２は２つの流入口と１つの流出口とを有しており、第２制御弁２６は１つの流入口と２つの流出口とを有している。これら第１制御弁２２および第２制御弁２６の各々はモータＭにより駆動される。第２制御弁２６は、２つの流出口それぞれでの流量を任意に変化させることが可能なものである。

熱源用循環管路４０は、貯湯タンク１０の上部から取水した湯を二次利用側熱交換器３５で使用済水を加熱する熱源として用いた後に貯湯タンク１０の下部から該貯湯タンク１０に戻す循環管路である。この熱源用循環管路４０は、上記の第２共用管路部ＣＬ_２と、該第２共用管路部ＣＬ_２から二次利用側熱交換器３５を経て上記の第１制御弁２２に達する第１専用管路部４０ａと、上記の第１共用管路部ＣＬ_１と、該第１共用管路部ＣＬ_１の下流端（第２制御弁２６）と貯湯タンク１０の下部とを結ぶ第２専用管路部４０ｂとを含んでいる。

設備側循環管路５０は、浴槽や温水暖房設備等の被加熱設備８０から取水した使用済水（水または温水）を二次利用側熱交換器３５で加熱した後に被加熱設備８０に戻す循環管路である。二次利用側熱交換器３５での使用済水の加熱は、熱源用循環管路４０を流下する湯、具体的には第１専用管路４０ａを流下する湯を熱源として用いて行われる。図示の例では、被加熱設備８０と二次利用側熱交換器３５との間に循環ポンプ５５が配置されている。

一方、ヒートポンプユニット６０は、沸上げ用循環管路２０内を流下する低温水を湯に沸き上げるものであり、冷媒を圧縮する圧縮機６１と、沸上げ用熱交換器６２と、膨張弁６３と、蒸発器６４と、これらを環状に接続する循環配管６５とによって構成される冷凍サイクルシステムを有しており、蒸発器６４の近傍には当該蒸発器６５を冷却する冷却ファン６６が設けられている。冷媒は、圧縮機６１で圧縮されて高温、高圧となった後に沸上げ用熱交換器６２で放熱し、膨張弁６３で減圧され、蒸発器６４で吸熱してガス状態となってから圧縮機６１に吸入される。

沸上げ用循環管路２０の一領域、具体的には第２専用管路部２０ｂの一領域が沸上げ用熱交換器６２内を通過しており、第２専用管路部２０ｂを流下する低温水は当該沸上げ用熱交換器６２内で高温、高圧に凝縮された上記の冷媒と熱交換を行って湯に沸き上げられる。

図示を省略するが、貯湯式給湯機７０は、第１制御弁２２、循環ポンプ２４、第２制御弁２６、循環ポンプ５５、およびヒートポンプユニット６０それぞれの動作を制御する制御部と、該制御部への指令等の入力装置として用いられる操作部とを有している。当該貯湯式給湯機７０は、ユーザが操作部から入力した指令等に応じて湯の沸上げ運転、または貯湯タンク内の湯を熱源として用いる二次利用運転を行う。以下、図２または図３を参照して、各運転について説明する。

図２は、貯湯式給湯機７０により沸上げ運転を行ったときの低温水または湯の流路を示すブロック図である。同図中に矢印Ａで示すように、沸上げ運転時には沸上げ用循環管路２０を低温水または湯が流下し、貯湯タンク１０の上部から熱源用循環管路４０の第１専用管路４０ａへの湯の流入、第１共用管路部ＣＬ_１から熱源用循環管路４０の第２専用管路部４０ｇへの湯の流入、および設備側循環管路５０への使用済水の流入はない。すなわち、沸上げ運転時には、第１制御弁２２が第１専用管路部２０ａのみを第１共用管路部ＣＬ_１に連通させ、第２制御弁２６が第２専用管路部２０ｂのみを第１共用管路部ＣＬ_１に連通させるように、これら第１制御弁２２および第２制御弁２６の動作が制御される。また、循環ポンプ２４およびヒートポンプユニット６０がそれぞれ運転される。循環ポンプ５５は運転されない。

沸上げ運転の開始前の貯湯タンク１０は、給水管１５から供給された市水等の低温水により満水状態になっているか、または残り湯が上側に滞留し、給水管１５から供給された低温水が下側に滞留して満水状態となっている。沸上げ運転が開始されると貯湯タンク１０の下部から低温水が沸上げ用循環管路２０に流入し、沸上げ用熱交換器６２で湯に沸き上げられた後に貯湯タンク１０の上部から該貯湯タンク１０内に戻される。貯湯タンク１０の下部側には温度センサ（図示せず）が設けられており、当該温度センサによる検知温度が所定の温度を超えたことを制御部（図示せず）が検出すると、制御部は沸上げ運転を終了する。

図３は、貯湯式給湯機７０により二次利用運転を行ったときの湯および使用済水の流路を示すブロック図である。同図中に矢印Ｂで示すように、二次利用運転時には貯湯タンク１０の上部から取水された湯が熱源用循環管路４０を流下し、二次利用側熱交換器３５で使用済水を加熱した後に貯湯タンク１０の下部から該貯湯タンク１０に戻される。また、同図中に矢印Ｃで示すように、被加熱設備８０から取水された使用済水が設備側循環管路５０を流下し、熱源用循環管路４０を流下する湯を熱源として用いて二次利用側熱交換器３５により加熱された後に被加熱設備８０に戻される。貯湯タンク１０の下部から第１共用管路部ＣＬ_１への低温水の流入はない。

すなわち、二次利用運転時には、第１制御弁２２が第１専用管路部４０ａのみを第１共用管路部ＣＬ_１に連通させ、第２制御弁２６が第２専用管路部４０ｂのみを第１共用管路部ＣＬ_１に連通させるように、これら第１制御弁２２および第２制御弁２６の動作が制御される。また、循環ポンプ２４および循環ポンプ５５がそれぞれ運転される。ヒートポンプユニット６０は運転されない。

設備側循環管路５０の所定箇所、例えば被加熱設備８０への流入口近傍に設けられた温度センサ（図示せず）による検知温度が所定の温度を超えたことを制御部（図示せず）が検出すると、二次利用運転を終了する。二次利用運転を行うと、貯湯タンク１０の上部に貯留されている高温の湯が熱源用循環管路４０に流入し、二次利用側熱交換器３５で熱を奪われて低温の湯となって貯湯タンク１０の下部から該貯湯タンク１０に戻される結果として貯湯タンク１０内の高温の湯の量が漸次低下するので、貯湯式給湯機７０は、貯湯タンク１０の上部側に設けた温度センサ（図示せず）による検知温度が所定の温度を下回ったことを制御部が検出したときには、二次利用運転を終了する。二次利用運転で温度が低下した湯の追い焚きを二次利用運転を継続したまま行って貯湯タンク１０の蓄熱量の維持ないし増加を図るように貯湯式給湯機７０を構成することもできる。

図４は、貯湯式給湯機７０により二次利用運転と追焚き運転とを同時に行ったときの湯および使用済水の流路を示すブロック図である。二次利用運転と追焚き運転とを同時に行ったとき、同図中に矢印Ｂ，Ｃで示すように、熱源用循環管路４０および設備側循環管路５０それぞれでの湯または使用済水の循環形態は、二次利用運転を単独で行ったときの循環形態と同じとなる。一方、追焚き運転では、同図中に矢印Ｄで示すように、二次利用運転により二次利用側熱交換器３５で熱を奪われて温度が低下した湯の一部が第１共用管路部ＣＬ_１から沸上げ用循環路２０（第２専用管路部２０ｂ）に流入して追い焚きされた後、第２共用管路部ＣＬ_２の上流側から熱源用循環路４０に戻される。

このとき、第１制御弁２２が第１専用管路部４０ａのみを第１共用管路部ＣＬ_１に連通させ、第２制御弁２６が２つの第２専用管路部２０ｂ，４０ｂを第１共用管路部ＣＬ_１に連通させるように、これら第１制御弁２２および第２制御弁２６の動作が制御される。熱源用循環路４０の第１専用管路４０ａを流下した湯は、第１制御弁２２から第１共用管路部ＣＬ_１に流入して当該第１共用管路部ＣＬ_１を流下した後、第２制御弁２６によって２つの第２専用管路部２０ｂ，４０ｂの各々に予め定められた割合で分配される。そして、第２制御弁２６により第２専用管路部２０ｂに分配された湯は、沸上げ用熱交換器６２により高温の湯に沸き上げられた後に第２共用管路部ＣＬ_２の上流側から熱源用循環路４０の第１専用管路部４０ａに流入する。また、第２制御弁２６により第２専用管路部４０ｂに分配された湯は、貯湯タンク１０の下部から該貯湯タンク１０に戻される。

二次利用運転と追焚き運転とを同時に行うときには、循環ポンプ２４、循環ポンプ５５、およびヒートポンプユニット６０がそれぞれ運転される。第２制御弁２６から第２専用管路部２０ｂ，４０ｂそれぞれへの湯の流下量は、例えば二次利用側熱交換器３５での必要加熱能力とヒートポンプユニット６０の加熱能力とを考慮して予め作成されたデータに基づいて循環ポンプ２４の回転数を調整すると共に、第２制御弁２６の分配比率を調整することで調節される。なお、貯湯タンク１０の下部から第１共用管路部ＣＬ_１への低温水の流入はない。

以上説明した構成を有する貯湯式給湯機７０では、沸上げ用熱交換器６２の上流側でかつ二次利用側熱交換器３５の下流側に位置する領域に第１共用管路部ＣＬ_１が設けられてここに循環ポンプ２４が配置されているので、沸上げ用循環管路２０および熱源用循環管路４０それぞれでの湯の循環を当該循環ポンプ２４により行うことができる。沸上げ用循環管路２０および熱源用循環管路４０の各々に１台ずつ循環ポンプを配置しなくてもよいので、製造コストを低減させることができる。また、沸上げ用熱交換器（給湯用熱交換器）の下流側で熱源用循環管路の下流端を貯湯タンクに接続させる特許文献１に記載された給湯機に比べて、熱源用循環管路４０での配管長を短くし易く、その結果として、熱源用循環管路４０での放熱ロスを抑えて湯の利用効率を高め易い。したがって、貯湯式給湯機７０では、沸上げ用循環管路２０と熱源用循環管路４０とを備え、かつ湯の利用効率が高いものを安価に提供することが容易になる。

また、二次利用運転で温度が低下した湯の追い焚きを二次利用運転を継続したまま行うことができるように貯湯式給湯機７０を構成した場合には、貯湯タンク１０内の蓄熱量の低下を防止することができるので、貯湯タンク１０から台所や洗面所等の給湯先への給湯量を確保したまま浴槽や温水暖房設備等の被加熱設備８０で用いられる湯を沸き上げることが可能になり、結果としてその利便性が高まる。

実施の形態２．
図５は、貯湯式給湯機の他の例を概略的に示すブロック図である。同図に示す貯湯式給湯機７５は、二次利用側熱交換器３５が第１共用管路部ＣＬ_１での第１制御弁２２と循環ポンプ２４との間に配置されているという点を除き、実施の形態１で説明した貯湯式給湯機７０（図１参照）と同様の構成を有している。図５に示した各構成要素は全て実施の形態１で説明したものであるので、これらの構成要素については図１で用いた参照符号と同じ参照符号を付してその説明を省略する。

図示の貯湯式給湯機７５は、ユーザが操作部（図示せず）から入力した指令等に応じて湯の沸上げ運転または貯湯タンク内の湯を熱源として用いる二次利用運転を行う。また、二次利用運転で温度が低下した湯の追焚き運転や、使用済水から熱を回収する熱回収運転を行うように貯湯式給湯機７５を構成することもできる。以下、図６〜図９を参照して、各運転について説明する。

図６は、貯湯式給湯機７５により沸上げ運転を行ったときの低温水または湯の流路を示すブロック図である。貯湯式給湯機７５による沸上げ運転時には、実施の形態１で説明した貯湯式給湯機７０（図１参照）による沸上げ運転時と同様に、第１制御弁２２が第１専用管路部２０ａのみを第１共用管路部ＣＬ_１に連通させ、第２制御弁２６が第２専用管路部２０ｂのみを第１共用管路部ＣＬ_１に連通させるように、これら第１制御弁２２および第２制御弁２６の動作が制御される。また、循環路循環ポンプ２４およびヒートポンプユニット６０がそれぞれ運転される。循環ポンプ５５は運転されない。

結果として、同図中に矢印Ａで示すように、貯湯タンク１０の下部から低温水が沸上げ用循環管路３０に流入し、沸上げ用熱交換器６２で湯に沸き上げられた後に貯湯タンク１０の上部から該貯湯タンク１０内に戻される。貯湯タンク１０の上部から熱源用循環管路４０の第１専用管路４０ａへの湯の流入、第１共用管路部ＣＬ_１から熱源用循環管路４０の第２専用管路部４０ｇへの湯の流入、および設備側循環管路５０への使用済水の流入はない。貯湯タンク１０の下部側には温度センサ（図示せず）が設けられており、当該温度センサによる検知温度が所定の温度を超えたことを制御部（図示せず）が検出すると、制御部は沸上げ運転を終了する。

図７は、貯湯式給湯機７５により二次利用運転を行ったときの湯および使用済水の流路を示すブロック図である。貯湯式給湯機７５による二次利用運転時には、実施の形態１で説明した貯湯式給湯機７０による二次利用運転時と同様に、第１制御弁２２が第１専用管路部４０ａのみを第１共用管路部ＣＬ_１に連通させ、第２制御弁２６が第２専用管路部４０ｂのみを第１共用管路部ＣＬ_１に連通させるように、これら第１制御弁２２および第２制御弁２６の動作が制御される。また、循環ポンプ２４および循環ポンプ５５がそれぞれ運転される。ヒートポンプユニット６０は運転されない。

結果として、同図中に矢印Ｂで示すように、貯湯タンク１０の上部から取水された湯が熱源用循環管路４０を流下し、二次利用側熱交換器３５で使用済水を加熱した後に貯湯タンク１０の下部から該貯湯タンク１０に戻される。また、同図中に矢印Ｃで示すように、被加熱設備８０から取水された使用済水が設備側循環管路５０を流下し、熱源用循環管路４０を流下する湯を熱源として用いて二次利用側熱交換器３５により加熱された後に被加熱設備８０に戻される。貯湯タンク１０の下部から第１共用管路部ＣＬ_１への低温水の流入はない。

設備側循環管路５０の所定箇所に設けられた温度センサ（図示せず）による検知温度が所定の温度を超えたことを制御部（図示せず）が検出すると、二次利用運転を終了する。あるいは、貯湯タンク１０の上部側に設けた温度センサ（図示せず）による検知温度が所定の温度を下回ったことを制御部が検出したときには、二次利用運転を終了する。二次利用運転で温度が低下した湯の追い焚きを二次利用運転を継続したまま行うように貯湯式給湯機７５を構成することもできる。

図８は、貯湯式給湯機７５により二次利用運転と追焚き運転とを同時に行ったときの湯および使用済水の流路を示すブロック図である。貯湯式給湯機７５による二次利用運転と追焚き運転との同時運転時には、第１制御弁２２が第１専用管路部４０ａのみを第１共用管路部ＣＬ_１に連通させ、第２制御弁２６が２つの第２専用管路部２０ｂ，４０ｂを第１共用管路部ＣＬ_１に連通させるように、これら第１制御弁２２および第２制御弁２６の動作が制御される。熱源用循環路４０の第１専用管路４０ａを流下した湯は、第１制御弁２２から第１共用管路部ＣＬ_１に流入して当該第１共用管路部ＣＬ_１を流下した後、第２制御弁２６によって沸上げ用循環管路部２０の第２専用管路部２０ｂと熱源用循環路４０の第２専用管路部４０ｂとに予め定められた割合で分配される。

結果として、同図中に矢印Ｂ，Ｃで示すように、熱源用循環管路４０および設備側循環管路５０それぞれでの湯または使用済水の循環形態は、二次利用運転を単独で行ったときの循環形態と同じとなる。一方、沸上げ用循環路２０では、同図中に矢印Ｄで示すように、二次利用運転時に二次利用側熱交換器３５で熱を奪われて温度が低下した湯の一部が第１共用管路部ＣＬ_１から沸上げ用循環路２０に流入して追い焚きされた後、第２共用管路部ＣＬ_２の上流側から熱源用循環路４０に戻される。ただし、貯湯タンク１０の下部から第１共用管路部ＣＬ_１への低温水の流入はない。

貯湯式給湯機７５により二次利用運転と追焚き運転とを同時に行うときには、循環ポンプ２４、循環ポンプ５５およびヒートポンプユニット６０がそれぞれ運転される。第２制御弁２６から第２専用管路部２０ｂ，４０ｂそれぞれへの湯の流下量は、実施の形態１で説明した貯湯式給湯機７０による二次利用運転時と追焚き運転との同時運転時と同様にして調節される。

図９は、貯湯式給湯機７５により熱回収運転を行ったときの湯および低温水の流路を示すブロック図である。貯湯式給湯機７５による熱回収運転は、被加熱設備８０で用いられる湯を追い焚きする必要がなく、かつ貯湯タンク１０の下部に貯留された低温水よりも被加熱設備８０から設備側循環管路５０に流入する使用済水の方が高温であるときに行われる。そのため、熱回収運転を行うのに先だって循環ポンプ５５を運転し、設備側循環管路５０を流下する湯の温度を当該設備側循環管路５０に設置した温度センサ（図示せず）により検出すると共に、貯湯タンク１０の下部に設置した温度センサ（図示せず）により当該貯湯タンク１０の下部に貯留された低温水の温度を検出し、これらの温度を制御部（図示せず）で比較する。

熱回収運転時には第１制御弁２２が第１専用管路部２０ａのみを第１共用管路部ＣＬ_１に連通させ、第２制御弁２６が第２専用管路部４０ｂのみを第１共用管路部ＣＬ_１に連通させるように、これら第１制御弁２２および第２制御弁２６の動作が制御される。また、循環ポンプ２４および循環ポンプ５５がそれぞれ運転される。ヒートポンプユニット６０は運転されない。

結果として、貯湯タンク１０の下部に貯留されている低温水が沸上げ用循環管路２０の第１専用管路部２０ａから第１共用管路部ＣＬ_１に流入し、設備側循環管路５０を流下する湯との間で二次利用側交換器３５により熱交換を行って加温された後に第１共用管路部ＣＬ_１から熱源用循環管路４０の第２専用管路部４０ｂに流入して、貯湯タンク１０の下部に戻される。被加熱設備８０に用いられた使用済水から熱を奪い、該熱により貯湯タンク１０内の湯を加温することができる。貯湯タンク１０の上部から熱源用循環管路４０への湯の流入はない。

上述した構成を有する貯湯式給湯機７５は、実施の形態１で説明した貯湯式給湯機７０（図１参照）と同様の理由から、製造コストの低減や湯の利用効率の向上を図り易いと共に利便性を高め易い。さらに、当該貯湯式給湯機７５は上述の熱回収運転を行うことができるものであるので、省エネルギー化を図ることが容易である。

以上、本発明の貯湯式給湯機について実施の形態を挙げて説明したが、前述のように、本発明は上述の形態に限定されるものではない。例えば、二次利用側熱交換器および設備側循環管路の数はそれぞれ１に限定されるものではなく、これら二次利用側熱交換器および設備側環管路の数は、浴槽や温水暖房設備等の被加熱設備の総数に応じて適宜選定可能である。また、設備側循環管路については、必須の構成要素とする他に、任意の構成要素とすることもできる。

ヒートポンプユニットは、例えば冷媒である二酸化炭素を臨界圧力以上に加圧して用いるものであってもよいし、冷媒を臨界圧力未満の圧力に加圧して用いるものであってもよい。冷媒としては、二酸化炭素以外に、フルオロカーボンガスやアンモニアガス等を用いてもよい。本発明の貯湯式給湯機については、上述したもの以外にも種々の変形、修飾、組み合わせ等が可能である。

本発明の貯湯式給湯装置は、湯の二次利用も行うことができるものであるので、給湯設備の他に浴槽や温水暖房設備等を備えた家庭や事業所等での省エネルギー化を図るうえで好適なものである。

本発明の貯湯式給湯機の一例を概略的に示すブロック図である。 図１に示した貯湯式給湯機により沸上げ運転を行ったときの低温水または湯の流路を示すブロック図である。 図１に示した貯湯式給湯機により二次利用運転を行ったときの湯および使用済水の流路を示すブロック図である。 図１に示した貯湯式給湯機により二次利用運転と追焚き運転とを同時に行ったときの湯および使用済水の流路を示すブロック図である。 本発明の貯湯式給湯機の他の例を概略的に示すブロック図である。 図５に示した貯湯式給湯機により沸上げ運転を行ったときの低温水または湯の流路を示すブロック図である。 図５に示した貯湯式給湯機により二次利用運転を行ったときの湯および使用済水の流路を示すブロック図である。 図５に示した貯湯式給湯機により二次利用運転と追焚き運転とを同時に行ったときの湯および使用済水の流路を示すブロック図である。 図５に示した貯湯式給湯機により熱回収運転を行ったときの湯および低温水の流路を示すブロック図である。

符号の説明

１ 給湯ユニット
１０ 貯湯タンク
２０ 沸上げ用循環管路
２０ａ 第１専用管路部
２０ｂ 第２専用管路部
２２ 第１制御弁
２４ 循環ポンプ
２６ 第２制御弁
３５ 二次利用側熱交換器
４０ 熱源用循環管路
４０ａ 第１専用管路部
４０ｂ 第２専用管路部
５０ 設備側循環管路
５５ 循環ポンプ
６０ ヒートポンプユニット
６２ 沸上げ用熱交換器
７０，７５ 貯湯式給湯機

Claims (7)

1. 貯湯タンクの下部から取水した低温水を沸上げ用熱交換器で湯に沸き上げて貯湯タンクの上部から該貯湯タンクに戻す沸上げ用循環管路と、前記貯湯タンクの上部から取水した湯を二次利用側熱交換器で熱源として用いた後に前記貯湯タンクの下部から該貯湯タンクに戻す熱源用循環管路とを備えた貯湯式給湯機であって、
   前記沸上げ用循環管路と前記熱源用循環管路とは、前記沸上げ用熱交換器の上流側でかつ前記二次利用側熱交換器の下流側に位置する領域に設けられた第１共用管路部を含むと共に、前記沸上げ用熱交換器の下流側でかつ前記二次利用側熱交換器の上流側に位置する領域に設けられた第２共用管路部を含み、
   前記第１共用管路部には、前記沸上げ用循環管路と前記熱源用循環管路とを合流させる第１制御弁と、循環ポンプと、前記熱源用循環管路を前記沸上げ用循環管路から分岐させる第２制御弁とが該第１共用管路部での上流側からこの順番で配置され、
   前記第２共用管路の一端は前記貯湯タンクの上部に接続されている、
   ことを特徴とする貯湯式給湯機。
2. 前記第２制御弁は、前記沸上げ用循環管路への流下量と前記熱源用循環管路への流下量を個別に調節することができ、
   前記貯湯タンクの上部から取水した湯を二次利用側熱交換器で熱源として用いる二次利用運転と、該二次利用運転時に前記二次利用側熱交換器で熱を奪われて温度が低下した湯の一部を前記第１共用管路部から前記沸上げ用循環路に流入させて追い焚きした後、前記第２共用管路部の上流側から前記熱源用循環路に戻す追焚き運転とを同時に行うことができる、
   ことを特徴とする請求項１に記載の貯湯式給湯機。
3. 湯を用いる他の設備から取水した使用済水を前記二次利用側熱交換器で沸き上げて前記設備に戻す設備側循環管路を更に備えていることを特徴とする請求項１または２に記載の貯湯式給湯機。
4. 貯湯タンクの下部から取水した低温水を沸上げ用熱交換器で湯に沸き上げて貯湯タンクの上部から該貯湯タンクに戻す沸上げ用循環管路と、前記貯湯タンクの上部から取水した湯を二次利用側熱交換器で熱源として用いた後に前記貯湯タンクの下部から該貯湯タンクに戻す熱源用循環管路とを備えた貯湯式給湯機であって、
   前記沸上げ用循環管路と前記熱源用循環管路とは、前記沸上げ用熱交換器の上流側に位置する領域に設けられた第１共用管路部を含むと共に、前記沸上げ用熱交換器の下流側に位置する領域に設けられた第２共用管路部を含み、
   前記第１共用管路部には、前記沸上げ用循環管路と前記熱源用循環管路とを合流させる第１制御弁と、前記熱源用循環管路を前記沸上げ用循環管路から分岐させる第２制御弁とが該第１共用管路部での上流側からこの順番で配置されていると共に、前記二次利用側熱交換器と循環ポンプとが前記第１制御弁と前記第２制御弁との間に順序不同で配置されており、
   前記第２共用管路の一端は前記貯湯タンクの上部に接続されている、
   ことを特徴とする貯湯式給湯機。
5. 前記第２制御弁は、前記沸上げ用循環管路への流下量と前記熱源用循環管路への流下量を個別に調整することができ、
   前記貯湯タンクの上部から取水した湯を二次利用側熱交換器で熱源として用いる二次利用運転と、該二次利用運転時に前記二次利用側熱交換器で熱を奪われて温度が低下した湯の一部を前記第１共用管路部から前記沸上げ用循環路に流入させて追い焚きした後、前記第２共用管路部の上流側から前記熱源用循環路に戻す追焚き運転とを同時に行うことができる、
   ことを特徴とする請求項４に記載の貯湯式給湯機。
6. 湯を用いる他の設備から取水した使用済水を前記二次利用側熱交換器で沸き上げて前記設備に戻す設備側循環管路を更に備えていることを特徴とする請求項４または５に記載の貯湯式給湯機。
7. 前記貯湯タンクの下部に貯留された低温水よりも前記使用済水の方が高温であるときに、前記貯湯タンクから前記熱源用循環管路への取水を停止したまま前記低温水を前記貯湯タンクから前記第１共用管路部に流入させ、前記二次利用側交換器により前記使用済水との間で熱交換を行って加温した後に前記第１共用管路部から前記熱源用循環管路に流入させて前記貯湯タンクに戻す熱回収運転を行うことができることを特徴とする請求項６に記載の貯湯式給湯機。

Images