JP2010071580A

JP2010071580A - 給湯装置

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Publication number: JP2010071580A
Application number: JP2008240768A
Authority: JP
Inventors: Hiroyuki Tachibana; 宏幸橘
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2008-09-19
Filing date: 2008-09-19
Publication date: 2010-04-02

Abstract

【課題】貯湯タンクの上部に貯められた高温水と、沸き上げられた高温水（温水）との混合を防止して、高温水の温度低下を図ることができる給湯装置を提供する。
【解決手段】ヒートポンプ式給湯装置１００は、貯湯タンク３を具備するタンクユニット１と、冷凍サイクルを形成する冷媒回路２００を具備するヒートポンプユニット２と、を有し、両者は入熱循環配管１２０によって、熱的に連結されている。
貯湯タンク３には高さ方向で異なる位置に複数箇所の高温水注水位置８ａ〜８ｆが設けられ、入熱循環配管１２０における冷媒回路２００によって沸き上げられた高温水の温度と、貯湯タンク３に貯えられた貯湯水の温度分布とが検知され、高温水の温度の方が、貯湯水の温度よりも高くなるような高温水注水位置８ａ〜８ｆの何れかの位置から、高温水を貯湯タンク３内に注入する。
【選択図】図１

Description

本発明は、給湯装置に関するものである。

従来の給湯装置、特に、ヒートポンプ式給湯装置は、冷凍サイクルを構成する冷媒回路と、冷媒回路から温熱を受け取って、該温熱を貯湯タンクに受け渡すための入熱循環配管と、貯湯タンクに貯えられた温熱を取り出すための出熱循環配管と、出熱循環配管から温熱を受け取るための浴槽循環配管と、を有している。
すなわち、入熱循環配管は、貯湯タンクの下部から貯湯水（低温水または中温水）を抜き出し、入熱循環配管の一部および冷媒回路の一部を構成する熱交換器において温熱を受け取って、高温の貯湯水（高温水）を貯湯タンクの上部に戻（注水）している。一方、出熱循環配管は、貯湯タンクの上部から高温の貯湯水を抜き出し、出熱循環配管の一部および浴槽循環配管の一部を構成する熱交換器において温熱を受け渡して、温度の下がった貯湯水を貯湯タンクの下部に戻（注水）している。
このとき、貯湯タンク下部の「ぬるま湯」の形成を防止し、かつ、沸き上げ運転（冷媒回路から入熱循環配管に温熱を受け渡す運転に同じ）の加熱効率の低下を防止するために、出熱循環配管から戻る貯湯水の温度に応じて、貯湯水が戻る位置を貯湯タンクの下部または上部に切り替えることができる発明が開示されている（例えば、特許文献１参照）。

特開２００４−１２５３０７号公報（第３−６頁、第１図）

しかしながら、特許文献１に開示されたヒートポンプ式給湯装置は、追い焚き運転（出熱循環配管から浴槽循環配管に温熱を受け渡す運転に同じ）を行った場合、出熱循環配管から浴槽循環配管に温熱が急速に受け渡されることになるから、貯湯タンクの上部から抜き出された貯湯水（高温水）は、温度の低い貯湯水（中温水）となって貯湯タンクの下方に戻る。
このとき、貯湯タンクからの温熱の持ち出し量を補うために、沸き増し運転（冷媒回路から入熱循環配管に温熱を受け取る運転に同じ）を行う。しかし、追い焚きの能力（出熱量に相当する）に沸き増しの能力（入熱量に相当する）が追いつかない場合には、入熱循環配管を流れる貯湯水の量が増し、温度が低いまま貯湯タンクの上部から注水されることになる。
そうすると、貯湯タンクの上部に形成されていた高温の貯湯水の範囲（高温湯域）は破壊され、貯湯タンク内の広い範囲が中温の貯湯水になってしまうため、高温の貯湯水が出熱循環配管に供給されない、いわゆる「湯切れ」が生じるという問題がある。特に、貯湯タンクが小型の場合に、前記問題が顕著になっていた。

本発明は、上記のような問題を解決するためになされたものであって、追い焚き運転を行った場合でも、湯切れの発生を防止することができるヒートポンプ式給湯装置を得ることを目的とする。

本発明に係る給湯装置は、温熱発生手段を具備するヒートポンプユニットと、
貯湯タンクと、前記ヒートポンプユニットから受け取った温熱を前記貯湯タンクに受け渡すための入熱循環配管と、前記貯湯タンクから熱負荷に温熱を払い出すための出熱循環配管と、を具備するタンクユニットと、
を有し、
前記貯湯タンクに貯えられた貯湯水を、前記入熱循環配管に取り出すための低温水取出口が、前記貯湯タンクの下部に設けられ、
前記ヒートポンプユニットから温熱を受け取った貯湯水を、前記入熱循環配管から前記貯湯タンクに注入するための高温水注入口が、前記貯湯タンクの高さ方向で異なる複数箇所に設けられていることを特徴とする。

本発明に係る給湯装置は、ヒートポンプユニットから温熱を受け取った貯湯水（以下、「高温水」と称す）を、入熱循環配管から貯湯タンクに注入するための高温水注入口が、貯湯タンクの高さ方向で異なる複数箇所に設けられているから、高温水の温度に応じて、貯湯タンクの高さ方向で高温水の注入位置を選定することが可能になる。
たとえば、仮に、高温水の温度が低い場合でも、貯湯タンクの高さ方向で低い位置に該高温水を注入することができるから、貯湯タンクの高さ方向で高い位置に貯められている高温の貯湯水の温度を下げることがない。また、高温水の温度を低く設定することが可能になる。

［実施の形態］
図１および図２は本発明の実施の形態に係る給湯装置を説明するものであって、図１は構成を説明する回路図、図２は動作を模式的に示す温度分布図である。
図１において、ヒートポンプ式給湯装置１００は、給湯対象（熱負荷に相当する）である浴槽２２に給湯するものであって、所定の内容積の貯湯タンク３を具備するタンクユニット１と、冷凍サイクルを形成する冷媒回路２００を具備するヒートポンプユニット２と、を有している。そして、ヒートポンプユニット２とタンクユニット１とは、冷媒回路２００から受け取った温熱を貯湯タンク３に受け渡すための入熱循環配管１２０によって、熱的に連結されている。

（ヒートポンプユニット）
冷媒回路２００は冷凍サイクルを形成するものであって、冷媒を圧縮する圧縮機１１と、圧縮された冷媒が保有する温熱を入熱循環配管１２０に受け渡すためのガスクーラ（熱交換器に同じ）１２と、冷媒を膨張させる絞り（電子膨張弁等）１３と、膨張した冷媒を蒸発させる蒸発器１４と、これらを順次接続する冷媒配管と、を有している。冷媒には高圧側が超臨界圧力で運転することになるＣＯ₂（二酸化炭素）等を使用しているが、本発明は冷媒の種類を限定するものではない。
すなわち、圧縮機１１は吸引した冷媒を臨界圧力以上まで圧縮し、高圧のガス冷媒として吐出する。ガスクーラ１２は、圧縮機１１より吐出された高圧のガス冷媒が保有している温熱を、入熱循環配管１２０を循環する給湯用水に受け渡す（熱交換する）。そして、絞り１３はガスクーラ１２を通った後の冷媒を減圧する装置であり、制御装置により電気的に制御される。蒸発器１４は絞り１３で減圧された冷媒をファン１５によって送風される外気と熱交換させ、蒸発させる。
なお、絞り１３をキャピラリーチューブにして、圧縮機１１を制御装置により電気的に制御してもよい。

（タンクユニット）
タンクユニット１が具備する貯湯タンク３には、給水および出湯のための給水出湯配管１１０と、冷媒回路２００から温熱を受け取るための入熱循環配管１２０と、貯湯タンク３に貯えられた温熱を払い出すための出熱循環配管１３０と、が接続されている。そして、出熱循環配管１３０は浴槽２２に連通する浴槽循環配管１４０に接続されている。

（給水出湯配管）
給水出湯配管１１０は、貯湯タンク３の下部に設置された水入口３１に接続され、図示しない給水源（市水を貯蔵するタンクや水道管等）に連通する給水管１１１と、貯湯タンク３の上部に設置された湯出口３２に接続され、浴槽循環配管１４０に連通する給湯管１１２と、を有している。
給水管１１１には減圧弁５（開閉弁を兼ねる）が設けられている。
給湯管１１２には逃がし弁６および分配手段１１３が設けられ、分配手段１１３によって、給水管１１１または出湯管１１４に連通自在になっている。
したがって、分配手段１１３における流路の切換によって、貯湯タンク３への冷水（市水）の供給や、貯湯タンク３から浴槽２２への高温の貯湯水の供給や、給水管１１１から浴槽２２への冷水（市水）の供給や、貯湯タンク３から図示しない（浴槽２２以外の）給湯対象への高温の貯湯水の供給や、貯湯タンク３からの高温または低温の貯湯水の排水、を可能にしている。

（入熱循環配管）
入熱循環配管（沸き増し用配管に相当する）１２０は、貯湯タンク３の下部に設けられた低温水取出口７に接続され、低温水取出口７から流入した低温の貯湯水（以下、「低温水」と称す）を加熱して高温の貯湯水（「高温水」と称している）にし、貯湯タンク３の側部に設けられた複数の高温水注入口８ａ〜８ｆ（以下、まとめて又はそれぞれを「高温水注入口８」と称す）の何れかから貯湯タンク３に注入する（戻す）ものである。
すなわち、入熱循環配管１２０の低温水取出口７に近い位置には、低温水を吸引する入熱用循環ポンプ１０が設置されて、入熱循環配管１２０の入熱用循環ポンプ１０の下流側には低温水の温度を検知する低温水サーミスタ１８が設置されている。
さらに、入熱循環配管１２０の低温水サーミスタ１８の下流側の一部は、ガスクーラ１２の一部を構成し、当該位置において冷媒回路２００から温熱を受け取って（熱交換して）、低温水を高温水にしている。

そして、入熱循環配管１２０のガスクーラ１２の下流側には、高温水の温度を検知する高温水サーミスタ１９と、高温水を分配する分配手段（三方弁）２０ａ〜２０ｆが設置されている。切替手段２０ａ〜２０ｆには、それぞれ高温水注入管２８ａ〜２８ｆが接続され、高温水注入管２８ａ〜２８ｆは、それぞれ高温水注入口８ａ〜８ｆに連通している。
複数の高温水注入口８ａ〜８ｆは、それぞれ貯湯タンク３の側面に高さを替えて設けられ（例えば、５０Ｌ（リットル）、１００Ｌ、１５０Ｌ等の貯湯量に相当する位置）、高温水注入口８ａ〜８ｆのそれぞれ高さに対応して、当該高さ位置における貯湯水の温度を検知する貯湯水サーミスタ９ａ〜９ｆ（以下、まとめて又はそれぞれを「貯湯水サーミスタ９」と称す）が設置されている。

なお、切替手段２０ａ〜２０ｆの形式は限定するものではなく、例えば、三方弁に替えて、入熱循環配管１２０を高温水注入管２８ａ〜２８ｆに分岐して、分岐された高温水注入管２８ａ〜２８ｆのそれぞれに開閉弁を設置してもよい。また、高温水注入口８ａ〜８ｆは、上部寄りに配置された比較的近接した３箇所と、下部寄りに配置された比較的近接した３箇所と、の合計６箇所に設けられているが、本発明はその配置の形態や数量を、限定するものではない。
さらに、貯湯水サーミスタ９ａ〜９ｆはそれぞれ高温水注入口８ａ〜８ｆの位置に対応して設置されているが、本発明はこれに限定するものではなく、貯湯水の貯湯タンク３の高さ方向の温度分布が検知されるものであれば、その数量や設置位置は何れであってもよい。

（出熱循環配管）
出熱循環配管（沸き増し用配管に相当する）１３０は、貯湯タンク３の上部に設けられた貯湯水取出口３３に接続され、貯湯水取出口３３から流入した温度の高い貯湯水を浴槽用熱交換器２３に供給し、浴槽用熱交換器２３において温熱を受け渡して低い温度になった貯湯水を、貯湯タンク３の下部に設けられた貯湯水注入口３４から、貯湯タンク３に戻すものである。このとき、浴槽循環配管を流れる湯は、浴槽用熱交換器２３において温熱を受け取るから、加熱（追い炊き）される。
そして、出熱循環配管１３０には貯湯水を吸引する出熱用循環ポンプ２４が設置され、出熱循環配管１３０の一部は、浴槽循環配管１４０に温熱を受け渡すための浴槽用熱交換器２３の一部を形成している。

（浴槽循環配管）
浴槽循環配管１４０は、浴槽２２の底部近くに設けられた浴槽水取出口と、浴槽２２の側部に設けられた浴槽水注入口とを連通するものであって、給湯管１１２が分配手段１１３の下流において接続され、浴槽用循環ポンプ２１が設置されている。
そして、浴槽循環配管１４０の一部が、浴槽用熱交換器２３の一部を形成している。

（貯湯状況）
ヒートポンプ式給湯装置１００は以上の構成であるから、運転の当初において、給水出湯配管１１０を構成する給水管１１１から、冷水（市水）が貯湯タンク３に注入される。
そして、貯湯タンク３の下部に設けられた低温水取出口７から、入熱循環配管１２０に流出した低温水は、加熱されて高温水（例えば９０℃程度）となって、高温水注入口８ａ〜８ｆの何れかから貯湯タンク３に注入される。
そうすると、貯湯タンク３の内部の温水は、下部よりも上部にいくほど高い温度になって貯湯され、下部の低温水と上部の高温水との間には温度境界層が形成される。

また、浴槽２２に貯湯水を供給する場合、温度の高い貯湯水が湯出口３２から給水出湯配管１１０を構成する給湯管１１２に流れ出し、分配手段１１３によって分配されて浴槽循環配管１４０に流入する。そして、流れ出した貯湯水に相当する量の冷水が、給水管１１１から貯湯タンク３の下部に注入される。
さらに、浴槽２２に供給された湯を追い炊きする場合、貯湯タンク３の上部に貯められた温度の高い貯湯水は、貯湯水取出口３３から出熱循環配管１３０に流れ出し、浴槽用熱交換器２３を通過して低い温度になった後、貯湯タンク３の下部に設けられた貯湯水注入口３４から貯湯タンク３に戻る。
そうすると、貯湯タンク３の内部の温水は、下部よりも上部にいくほど高い温度になって貯湯されたまま、下部の低温水と上部の高温水との間には温度境界層が形成されている。

（高温水注入口の選定）
次に、入熱循環配管１２０において、高温水注入口８ａ〜８ｆの何れから高温水を貯湯タンク３に注入するのか、高温水注入口の選定について説明する。
入熱循環配管１２０のガスクーラ１２の下流側において高温水サーミスタ１９が検知した高温水の温度が、貯湯タンク３に貯蔵された貯湯水の温度よりも高い場合、すなわち、貯湯タンク３の最も高い位置に設置された貯湯水サーミスタ９ａの検知した温度より高い場合、貯湯タンク３の最も高い位置に設けられた高温水注入口８ａから、注水する（高温水注入管２８ａを経由する）。
そうすると、注水された高温水の比重が貯湯タンク３内の貯湯水の比重よりも小さい（軽い）ため、注水された高温水は上昇するから、貯湯水の高さ方向の温度分布（温度傾斜に同じ）が乱されることはなく、前記温度境界層は形成されたままである（図２の（ａ）参照）。

一方、反対に、高温水サーミスタ１９が検知した高温水の温度が、貯湯タンク３に貯蔵された貯湯水の温度よりも低い場合、すなわち、貯湯タンク３の最も低い位置に設置された貯湯水サーミスタ９ｆの検知した温度より低い場合、貯湯タンク３の最も低い位置に設けられた高温水注入口８ｆから、注水する（高温水注入管２８ｆを経由する）。
そうすると、注水された高温水の比重が貯湯タンク３内の貯湯水の比重よりも大きい（重い）ため、注水された高温水は下降するから、貯湯水の高さ方向の温度分布（温度傾斜に同じ）が乱されることはなく、前記温度境界層は形成されたままである（図２の（ｂ）参照）。

さらに、高温水サーミスタ１９が検知した高温水の温度が、貯湯タンク３に貯蔵された貯湯水の最高温度と最低温度との中間にある場合、高温水の温度の方が貯湯水の温度よりも高くなる位置に設けられた高温水注入口８のうち、より温度差が少ない高温水注入口８から、高温水を注入する。そうすると、貯湯水の高さ方向の温度分布（温度傾斜に同じ）が乱されることはなく、前記温度境界層は形成されたままである。

すなわち、高温水サーミスタ１９が検知した高温水の温度が「Ｔ０」であり、貯湯水サーミスタ９ａ〜９ｆが検知した貯湯水の温度がそれぞれ「Ｔａ、Ｔｂ、Ｔｃ・・・Ｔｆ」とした場合、たとえば、「Ｔａ＞Ｔ０＞Ｔｂ＞Ｔｃ・・・Ｔｆ」の関係であれば、高温水は、高温水の温度の方が高くなる高温水注入口８ｂ〜８ｆのうち、温度差がより小さい高温水注入口８ｂから、注水される（図２の（ｃ）参照）。
また、たとえば、「Ｔａ＞Ｔｂ＝Ｔ０＞Ｔｃ・・・Ｔｆ」の関係であれば、高温水は、高温水の温度との温度差がない高温水注入口８ｂから、注水される。

そうすると、注水された高温水の比重が高温水注入口８ｂにおける貯湯水の比重に近似し、僅かに小さい（軽い）ため、注水された高温水は、高温水注入口８ｂの高さに温度Ｔ０の高温水の範囲を形成すると共に、該範囲を下方（高温水注入口８ｃの高さ）に拡大する。すなわち、高温水の比重が高温水注入口８ａの比重よりも大きい（重い）から、温度Ｔ０の高温水が上昇して、より高温である温度Ｔａの高温水注入口８ａの高さにある貯湯水の温度を下げることはない。

一方、前記場合に、温度Ｔ０である高温水を、高温水注入口８ａから注水したのでは、温度Ｔａの高温水注入口８ａの高さにある貯湯水の温度が下げられる（図２の（ｄ）参照）。
また、温度Ｔ０である高温水を、高温水注入口８ｃから注水したのでは、温度Ｔｂの高温水注入口８ｂの下方に、これよりも高温の温度Ｔ０の高温水の範囲が形成され、貯湯水の高さ方向の温度分布（温度傾斜に同じ）は「Ｔａ＞Ｔｂ＜Ｔ０＞Ｔｃ・・・Ｔｆ」となり、温度分布が乱されることになる（図２の（ｅ）参照）。

したがって、例えば、沸き上げ開始時には圧縮機１１から吐出される冷媒の温度（吐出温度）が上がりきっていないため、ガスクーラ１２を通過した高温水の温度が低いため、貯湯タンク３の上部の高温水注入口ではなく、貯湯タンク３の下部に設置されている高温水注入口より貯湯タンク３の内部に注水される。たとえば、高温水が温度Ｔ０で、「・・・・Ｔｄ＞Ｔｅ＞Ｔ０＞Ｔｆ」の関係であれば、高温水は、高温水の温度の方が高くなる高温水注入口８ｆから、注水される。

以上より、ヒートポンプ式給湯装置１００は、入熱循環配管１２０から供給される高温水の温度および貯湯タンク３の内部の貯湯水の温度により、貯湯タンク３の高温水注入口を変更可能であるため、貯湯タンク３の上部の高温の貯湯水が、供給される高温水（沸き上げられた低温水に同じ）と混ざることが防止され、貯湯タンク３の温度境界層を破壊することなく、貯湯可能となる。
なお、沸き上げ開始後、十分に時間が経過して高温水の温度が十分高くなれば、貯湯タンク３の上部に注水し、そのまま沸き上げ完了（入熱用循環ポンプ１０、圧縮機１１等の停止に相当する）まで運転を継続する。

（追い焚き動作）
ここで、追い焚き動作（貯湯タンク３から温熱の払い出し）について説明する。追い焚き動作が開始すると、浴槽用循環ポンプ２１が動作し、浴槽２２の湯が浴槽用熱交換器２３を通り、浴槽２２に戻される。また、出熱用循環ポンプ（追い焚き用循環ポンプに相当する）２４も動作し、貯湯タンク３の上部より高温の貯湯水が浴槽用熱交換器２３を通り、貯湯タンク３に戻される。このとき、浴槽用熱交換器２３は、貯湯タンク３の内部に貯湯された高温の貯湯水が保有する温熱を浴槽２２の低温の湯に受け渡す（熱交換する）ことで、浴槽２２の湯を入浴に適した温度に加熱する。

このため、追い焚き動作を行うと、追い焚きによって生じる中温水（温熱を奪われた高温の貯湯水）によって「湯切れ」になる場合がある。特に、貯湯量が少ない（例えば、２００Ｌ（リットル）以下）貯湯タンク３を具備するタンクユニット１とヒートポンプユニット２とを接続している場合、湯切れになるまでの時間が短くなるため、湯切れを防ぐために、追い焚き運転中に貯湯タンク３の内部の低温の貯湯水（低温水）をヒートポンプユニット２によって沸き増し運転を行う。

（沸き増し運転）
沸き増し運転（貯湯タンク３への温熱の受け取り）では、追い焚き運転を同時に運転しているために、高温水の温度を高める（高温出湯を行う）と流量が少ないことにより、追い焚き能力（出熱量に相当する）に沸き増し能力（入熱量に相当する）が追いつかず、湯切れになる。
そのため、高温水の温度（出湯温度）を通常の沸き上げ時は９０℃であるのに対し、沸き増し運転時は出湯温度を６０℃程度にまで下げることで、沸き上げる量を増やすことができる。そのため沸き上げ湯量の増加が可能となり、タンクの湯切れを防ぐことが可能となる。

しかし、沸き増し運転で出湯温度を下げて沸き上げる際、貯湯タンク３の上部に貯湯されている貯湯水（温水）は出湯温度よりも高い温度で貯湯されている場合、ヒートポンプ式給湯装置１００は、沸き増し運転により沸き上げた高温水を、一律に貯湯タンク３の上部の高温領域ではなく、貯湯タンク３の内部の貯湯水の温度分布を考慮して、高温水の温度の方が貯湯水の温度よりも高くなる位置に、注入している。
このため、貯湯タンク３の内部の高温の貯湯水と沸き上げられた高温水（温水）とが混ざり合ってしまい、もともと貯湯タンク３の上部に貯湯されている高温の貯湯水の温度が低下して、貯湯タンク３の内部の高温湯域を無駄にすることがなくなる。
すなわち、湯切れを生じることなく、追い焚きができるため、沸き増しを最適な能力で運転することが可能となり、省エネ効果を奏する。

さらに、追い焚き運転が完了した後は、貯湯タンク３の貯湯水の温度が維持する（中温水の形成を防ぐ）ために、沸き増し運転を継続する。その際、ヒートポンプユニット２による高温水の温度（沸き上げ出湯温度）は、通常の沸き上げ運転の温度と同じ温度に戻して、沸き増し運転する。
そして、貯湯タンク３の上から１００Ｌ（リットル）の湯水の高さに設置された貯湯水サーミスタ９ｂの検知した温度が、例えば６２℃以上になると沸き増し運転を停止する。

以上のように本発明に係るヒートポンプ式給湯装置１００によれば、貯湯タンク３に貯められた貯湯水の温度分布とヒートポンプユニット２で沸き上げた高温水の温度（出湯温度）とを検知して、貯湯水の温度よりも出湯温度の方が高くなる貯湯タンク３の位置に、高温水を注入しているため、貯湯タンク３の上部の高温水域を無駄にすることなく、温度境界層も破壊しない。また、追い焚き時には出湯温度を下げて沸き上げすることが可能となり、能力アップ可能であり、最適な沸き増し能力で運転可能となるため省エネ効果を奏する。
なお、以上は、ヒートポンプユニット２が冷凍サイクルを形成する冷媒回路２００を有し、貯湯タンク３には水が貯められ、浴槽２２に湯が供給されているが、本発明はこれに限定するものではなく、冷媒回路２００に替わる手段によって入熱循環配管１２０に温熱を受け渡したり、貯湯タンク３に水に替わる媒体を貯めたり、浴槽２２の湯に替わる熱負荷を設けたりしてもよい。
さらに、ヒートポンプ式給湯装置１００は、タンクユニット１における貯湯水（低温水や高温水を含む）の流れを逆にすると共に、ヒートポンプユニット２から冷熱を受け取って、浴槽２２の湯を低温に保ったり（このとき、浴槽２２は冷却水槽と読み替えることができる）、冷却水を供給したりする給水装置にしてもよい。

本発明によれば、能力アップが可能で、省エネ効果を奏するから、各種給湯装置や各種給水装置、あるいは温熱や冷熱を供給する各種熱供給システムとして広く利用することができる。

本発明の実施の形態に係る給湯装置の構成を説明する回路図。図１に説明する給湯装置の動作を模式的に示す温度分布図。

符号の説明

１：タンクユニット、２：ヒートポンプユニット、３：貯湯タンク、５：減圧弁、６：逃がし弁、７：低温水取出口、８：高温水注入口、９：貯湯水サーミスタ、１０：入熱用循環ポンプ、１１：圧縮機、１２：ガスクーラ、１３：絞り、１４：蒸発器、１５：ファン、１８：低温水サーミスタ、１９：高温水サーミスタ、２０：切替手段、２１：浴槽用循環ポンプ、２２：浴槽、２３：浴槽用熱交換器、２４：出熱用循環ポンプ、２８：高温水注入管、３１：水入口、３２：湯出口、３３：貯湯水取出口、３４：貯湯水注入口、１００：ヒートポンプ式給湯装置、１１０：給水出湯配管、１１１：給水管、１１２：給湯管、１１３：分配手段、１１４：出湯管、１２０：入熱循環配管、１３０：出熱循環配管、１４０：浴槽循環配管、２００：冷媒回路。

Claims

温熱発生手段を具備するヒートポンプユニットと、
貯湯タンクと、前記ヒートポンプユニットから受け取った温熱を前記貯湯タンクに受け渡すための入熱循環配管と、前記貯湯タンクから熱負荷に温熱を払い出すための出熱循環配管と、を具備するタンクユニットと、
を有し、
前記貯湯タンクに貯えられた貯湯水を、前記入熱循環配管に取り出すための低温水取出口が、前記貯湯タンクの下部に設けられ、
前記ヒートポンプユニットから温熱を受け取った貯湯水を、前記入熱循環配管から前記貯湯タンクに注入するための高温水注入口が、前記貯湯タンクの高さ方向で異なる複数箇所に設けられていることを特徴とする給湯装置。
前記出熱循環配管から前記熱負荷に温熱を払い出しながら、前記ヒートポンプユニットから前記入熱循環配管に温熱を受け取る際、前記ヒートポンプユニットから温熱を受け取って前記貯湯タンクに注入させる貯湯水の温度が、前記出熱循環配管から前記熱負荷に温熱を払い出さない状態で、前記ヒートポンプユニットから温熱を受け取って前記貯湯タンクに注入させる貯湯水の温度より、低いことを特徴とする請求項１記載の給湯装置。
前記ヒートポンプユニットから温熱を受け取って前記貯湯タンクに注入される貯湯水の温度を検知する高温水温度検知手段と、前記貯湯タンクに貯えられている貯湯水の高さ方向の温度分布を検知する貯湯水温度検知手段と、が設置され、
前記高温水温度検知手段が検知した温度と、前記貯湯水温度検知手段が検知した温度分布とを比較して、前記入熱循環配管から前記貯湯タンクに貯湯水を注入する高温水注入口が、前記複数の高温水注入口のうちから選定されることを特徴とする請求項１または２記載の給湯装置。
前記高温水温度検知手段が検知した温度が、前記温度分布における前記選定された高温水注入口の位置に相当する位置の貯湯水の温度よりも高いことを特徴とする請求項３記載の給湯装置。
前記出熱循環配管から前記熱負荷に温熱を払い出した後、該温熱の払い出しを停止する際、
前記貯湯水温度検知手段が検知した温度分布における所定位置の貯湯水の温度が、所定の温度以上になるまで、前記ヒートポンプユニットから前記入熱循環配管への温熱の受け取りを継続することを特徴とする請求項３または４記載の給湯装置。