JP2012017916A - 給湯装置 - Google Patents

Abstract

【課題】使い勝手と省エネルギー性に優れた給湯装置を提供する。
【解決手段】貯湯槽１の上部、中間、下部に接続された第１の出湯管３、第２の出湯管４、給水管１８と、給水管１８から分岐した第１、第２の給水分岐管１９、２１と、入口側に第１の出湯管３と第１の給水分岐管１９を、出口側に第１の混合弁入水管２３を接続した第１の三方弁２０と、入口側に第２の出湯管４と第２の給水分岐管２１を、出口側に第２の混合弁入水管２４を接続した第２の三方弁２２と、第１、第２の混合弁入水管２３、２４が入口側に接続された混合弁２５の出口側に接続された給湯管２６に接続された給湯口２７と、貯湯槽１の第２の出湯管４が接続された部分の湯温を検知する湯温検知手段３３と、設定された給湯口２７からの給湯設定温度と湯温検知手段３３の出力に基づいて、第１、第２の三方弁２０、２２と混合弁２５を制御する制御手段３４とを備えた。
【選択図】図１

Description

本発明は、沸き上げた湯を貯湯槽に貯えて給湯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、例えば図７に示すようなものがある（例えば、特許文献１参照）。

図７は、上記特許文献１に記載された従来の給湯装置の構成図である。

図７に示すように、従来の給湯装置は、貯湯槽１と、この貯湯槽１の湯水を加熱する加熱手段２と、貯湯槽１の上部に接続された第１の出湯管３と、貯湯槽１の中間部分に接続された第２の出湯管４と、貯湯槽１からの湯を第１の出湯管３を通じて出湯するか第２の出湯管４を通じて出湯するかを切り換える三方弁５と、第２の出湯管４が接続された位置での貯湯槽１内の湯温を検知する湯温検知手段６と、給湯温度を設定する給湯温度設定手段７を備え、湯温検知手段６により検知された湯温が、給湯温度設定手段７で設定された給湯設定温度以上であれば、第２の出湯管４から出湯し、給湯設定温度未満であれば第１の出湯管３から出湯するように、三方弁５の流路を切り換えるようになっている。

特開２００３−１６１５１８号公報

しかしながら、貯湯槽１の上部からの出湯と中間部分からの出湯を切り換える前記従来の給湯装置の構成では、給湯利用の過程で、熱伝導と熱対流によって貯湯槽１内の残湯と給湯時に貯湯槽１の下部から補給する給水との間にできる中間的な温度となる層（以下、中温層と呼ぶ）の内、給湯設定温度以上となっている部分の湯しか利用できず、給湯設定温度以下の中温層の湯はそのまま貯湯槽１の上部へ移動する。

ここで、図８、図９を用いてこの作用を詳しく説明する。まず、図８は、中温層について説明したものであり、横軸に温度、縦軸に貯湯槽１の高さをとって温度分布を示す。使用中の貯湯槽１内は、高温の湯８と低温の水９が積み重なっている状態であるが、これら高温の湯８と低温の水９との間で熱伝導と熱対流により中間の温度となる中温層１０は時間の経過に伴って成長する。

中温層１０の大きさによる利用可能な湯量の違いとして、１１の温度分布は、中温層１０ａの小さい状態、１２は中温層１０ｂの大きい状態であり、たとえば、温度ｔｓを給湯利用可能な温度の下限とした場合、利用できる熱量の差を模式的に表わすと領域１３に相当する。つまり中温層１０が大きくなるほど湯切れが起こりやすく、また、貯湯槽１に貯えた湯のうち利用できる熱量が少ないということはすなわち省エネルギー性が低い。

そのため、貯湯槽１の中間部の湯を第２の出湯管４から出湯することで、中温層１０の減少を図ろうとするものであり、この動作を図９を用いて説明する。

第２の出湯管４からの出湯位置として模式的に矢印１４で示し、１５の温度分布は、中
温層１０の上端が第２の出湯管４の位置にかかった時点である。中温層１０の大きさは１０ｃで示している。この後、第２の出湯管４を通じて、中温層１０の湯が出湯されることで、温度分布は１６となり、中温層１０の大きさは１０ｄまで減少する。第２の出湯管４の位置で貯湯槽１内の湯温が給湯に利用できる湯の下限温度ｔｓ以下になると、三方弁５は、第１の出湯管３から出湯するように切り換えるため、中温層１０は、そのまま貯湯槽１の上方へ向かい、温度分布も１７となって減少することなく１０ｅに示すように時間経過とともに大きくなる。

このように、従来の給湯装置の場合は、中温層１０を減少させる効果が限定的であることから、貯湯槽１内の湯の熱量を有効に利用できないことに加え、次回の沸き上げ時に、中温層１０にあった比較的高い温度の水を加熱しなければならないことになり、加熱手段２にヒートポンプを使用している場合は、水温が高いと運転効率が低下するという特性があることによって、効率的な運転に支障をきたすという問題がある。すなわち、出湯位置を切り換える構成では、混合層の湯を排出できないことによる利用可能湯量の減少と、ヒートポンプによる沸き上げ時の効率低下という課題があった。

本発明は、前記従来の課題を解決するもので、中温層の湯を有効利用することにより、効率よく湯を利用し、さらに加熱手段がヒートポンプである場合には、高い加熱効率が得られることで、良好な使い勝手と高い省エネルギー性と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、貯湯槽と、前記貯湯槽の上部に接続された第１の出湯管と、前記貯湯槽の下部に接続された給水管と、前記貯湯槽の上下方向において前記第１の出湯管が接続された位置と前記給水管が接続された位置との間に接続された第２の出湯管と、前記給水管から分岐された第１の給水分岐管および第２の給水分岐管と、前記第１の出湯管と前記第１の給水分岐管とが入口側に接続された第１の三方弁と、前記第２の出湯管と前記第２の給水分岐管とが入口側に接続された第２の三方弁と、前記第１の三方弁の出口側に接続された第１の混合弁入水管と、前記第２の三方弁の出口側に接続された第２の混合弁入水管と、前記第１の混合弁入水管と前記第２の混合弁入水管とが入口側に接続された混合弁と、前記混合弁の出口側に接続された給湯管と、前記給湯管に接続された給湯口と、前記第２の出湯管が接続された前記貯湯槽の位置近傍の湯温を検知する湯温検知手段と、前記給湯口から給湯する給湯設定温度を設定する給湯温度設定手段と、制御手段とを備え、前記給湯温度設定手段により設定された給湯設定温度と前記湯温検知手段との出力に基づいて、前記第１の三方弁と前記第２の三方弁と前記混合弁との動作を制御するもので、貯湯槽の中間部から中温層の湯を有効に出湯することで、貯湯された湯の熱量を最大限有効に利用し、かつ沸き上げ効率の低下を防ぐことができるので、良好な使い勝手と高い省エネルギー性とを実現できるという効果がある。

本発明の給湯装置は、貯湯槽の中間部から中温層の湯を有効に出湯することにより、貯湯された湯の熱量を最大限有効に利用し、かつ沸き上げ効率の低下を防ぐことができるので、良好な使い勝手と高い省エネルギー性とを実現できるという効果がある。

本発明の実施の形態１における給湯装置の構成図 同給湯装置の制御のブロック図 同給湯装置の制御時のフローチャート 同給湯装置の給湯利用時の貯湯槽内の温度分布を示した図 本発明の実施の形態２における給湯装置の構成図 同給湯装置の動作を示すフローチャート 従来の給湯装置の構成図 同給湯装置の貯湯槽内の中温層の説明図 同貯湯槽内の温度分布を示した図

第１の発明は、貯湯槽と、前記貯湯槽の上部に接続された第１の出湯管と、前記貯湯槽の下部に接続された給水管と、前記貯湯槽の上下方向において前記第１の出湯管が接続された位置と前記給水管が接続された位置との間に接続された第２の出湯管と、前記給水管から分岐された第１の給水分岐管および第２の給水分岐管と、前記第１の出湯管と前記第１の給水分岐管とが入口側に接続された第１の三方弁と、前記第２の出湯管と前記第２の給水分岐管とが入口側に接続された第２の三方弁と、前記第１の三方弁の出口側に接続された第１の混合弁入水管と、前記第２の三方弁の出口側に接続された第２の混合弁入水管と、前記第１の混合弁入水管と前記第２の混合弁入水管とが入口側に接続された混合弁と、前記混合弁の出口側に接続された給湯管と、前記給湯管に接続された給湯口と、前記第２の出湯管が接続された前記貯湯槽の位置近傍の湯温を検知する湯温検知手段と、前記給湯口から給湯する給湯設定温度を設定する給湯温度設定手段と、制御手段とを備え、前記給湯温度設定手段により設定された給湯設定温度と前記湯温検知手段との出力に基づいて、前記第１の三方弁と前記第２の三方弁と前記混合弁との動作を制御するもので、貯湯槽の中間部から中温層の湯を有効に出湯することで、貯湯された湯の熱量を最大限有効に利用し、かつ沸き上げ効率の低下を防ぐことができるので、良好な使い勝手と高い省エネルギー性とを実現できるという効果がある。

第２の発明は、特に、第１の発明の制御手段は、湯温検知手段により検知された湯温が給湯温度設定手段で設定された給湯設定温度に対して、予め設定された第１の温度差以上高い場合に、第１の三方弁への入水を第１の給水分岐管側とするとともに、第２の三方弁への入水を第２の出湯管側とし、前記湯温検知手段により検知された湯温が前記給湯設定温度に対して予め設定された第２の温度差以上低い場合に、前記第１の三方弁への入水を第１の出湯管側とするとともに前記第２の三方弁への入水を前記第２の出湯管側とし、前記湯温検知手段により検知された湯温が前記給湯設定温度に対して前記第１の温度差だけ高い温度と前記第２の温度差だけ低い温度との間の場合に、前記第１の三方弁への入水を前記第１の出湯管側とするとともに前記第２の三方弁への入水を第２の給水分岐管側とし、混合弁の出口温度を前記給湯設定温度に制御するもので、給湯温度の制御性を維持しつつ、中温層の湯を有効に利用できるという効果がある。

第３の発明は、特に、第１の発明の給湯口以外に少なくとも一つの追加給湯口を設け、給湯温度設定手段は、前記追加給湯口毎に追加給湯設定温度を有し、前記追加給湯口毎に対応させて、第１の混合弁入水管から分岐された第１の混合弁入水管分岐管と、第２の混合弁入水管から分岐された第２の混合弁入水管分岐管と、前記第１の混合弁入水管分岐管と前記第２の混合弁入水管分岐管とが入口側に接続された追加混合弁と、前記追加混合弁の出口側に接続された追加給湯管を備え、制御手段は、前記給湯温度設定手段で設定された給湯設定温度と前記追加給湯設定温度と湯温検知手段の検知温度とに基づいて、第１の三方弁と第２の三方弁と混合弁と前記追加混合弁との動作を制御するもので、一つ複数の給湯口を有する場合にも中温層の湯を有効に利用できるという効果がある。

第４の発明は、特に、第３の発明の制御手段は、湯温検知手段により検知された湯温が給湯温度設定手段で設定された給湯設定温度と追加給湯設定温度のうち最も高いものに対して予め設定された第１の温度差以上高い場合に、第１の三方弁への入水を第１の給水分岐管側とするとともに第２の三方弁への入水を第２の出湯管側とし、前記湯温検知手段により検知された湯温が前記給湯設定温度と前記追加給湯設定温度のうち最も低いものに対
して予め設定された第２の温度差以上低い場合に、前記第１の三方弁への入水を第１の出湯管側とするとともに前記第２の三方弁への入水を前記第２の出湯管側とし、前記湯温検知手段により検知された湯温が前記給湯設定温度と前記追加給湯設定温度のうち最も高いものに対して前記第１の温度差だけ高い温度と前記給湯設定温度と前記追加給湯設定温度のうち最も低いものに対して前記第２の温度差だけ低い温度との間の場合に、前記第１の三方弁への入水を前記第１の出湯管側とするとともに前記第２の三方弁への入水を第２の給水分岐管側とし、混合弁の出口温度を前記給湯設定温度に制御し、追加混合弁の出口温度を前記追加給湯設定温度に制御するもので、複数の給湯口を有する場合の制御性を確保しつつ、中温層の湯を有効に利用できるという効果がある。

第５の発明は、特に、第３の発明の給湯管と追加給湯管とに給湯の有無を検知する給湯有無検知手段を設け、制御手段は、前記給湯有無検知手段によって給湯されていることが検知された給湯口または追加給湯口に対応して、湯温検知手段により検知された湯温が給湯温度設定手段で設定された給湯設定温度または追加給湯設定温度に対して予め設定された第１の温度差以上高い場合に、第１の三方弁への入水を第１の給水分岐管側とするとともに、第２の三方弁への入水を第２の出湯管側とし、前記湯温検知手段により検知された湯温が、前記給湯設定温度または前記追加給湯設定温度に対して予め設定された第２の温度差以上低い場合に、前記第１の三方弁への入水を第１の出湯管側とするとともに、前記第２の三方弁への入水を前記第２の出湯管側とし、前記湯温検知手段により検知された湯温が、前記給湯設定温度または前記追加給湯設定温度に対して前記第１の温度差だけ高い温度と前記給湯設定温度または前記追加給湯設定温度に対して前記第２の温度差だけ低い温度との間の場合に、前記第１の三方弁への入水を前記第１の出湯管側とするとともに前記第２の三方弁への入水を第２の給水分岐管側とし、混合弁または追加混合弁の出口温度を、前記給湯設定温度または前記追加給湯設定温度に制御するもので、複数の給湯口がある場合に、給湯の有無に応じてきめ細かく制御することで、中温層の湯の利用効果を向上させるという効果がある。

第６の発明は、特に、第３または第５の発明の制御手段は、給湯有無検知手段によって給湯口と追加給湯口のうち二つ以上に給湯されていることが検知された場合、湯温検知手段により検知された湯温が、給湯されている前記給湯口と前記追加給湯口に対応する給湯設定温度または追加給湯設定温度のうち最も高いものに対して予め設定された第１の温度差以上高い場合に、第１の三方弁への入水を第１の給水分岐管側とするとともに第２の三方弁への入水を第２の出湯管側とし、前記湯温検知手段により検知された湯温が、給湯されている前記給湯口と前記追加給湯口に対応する前記給湯設定温度または前記追加給湯設定温度のうち最も低いものに対して予め設定された第２の温度差以上低い場合に、前記第１の三方弁への入水を第１の出湯管側とするとともに前記第２の三方弁への入水を前記第２の出湯管側とし、前記湯温検知手段により検知された湯温が、給湯されている前記給湯口と前記追加給湯口に対応する前記給湯設定温度と前記追加給湯設定温度のうち最も高いものに対して前記第１の温度差だけ高い温度と前記給湯設定温度と前記追加給湯設定温度のうち最も低いものに対して前記第２の温度差だけ低い温度との間の場合に、前記第１の三方弁への入水を前記第１の出湯管側とするとともに前記第２の三方弁への入水を第２の給水分岐管側とし、給湯されている前記給湯口と前記追加給湯口に対応する混合弁と追加混合弁の出口温度をそれぞれ前記給湯設定温度と前記追加給湯設定温度に制御するもので、複数の給湯口から同時に給湯されている場合に、給湯温度の制御性を維持しつつ、中温層の湯を有効に利用できるという効果がある。

第７の発明は、特に、第１〜第６の発明のいずれか１つの発明の貯湯槽内の水を加熱する加熱手段を設け、前記加熱手段はヒートポンプサイクルを用いたもので、貯湯槽内の湯の熱量を有効に利用できることによって低い沸き上げ温度を適用できる結果、高効率の特性を最大限に引き出せる。

第８の発明は、特に、第７の発明のヒートポンプサイクルは、圧力が臨界圧力以上となる超臨界冷媒回路であり、前記臨界圧力以上に昇圧された冷媒により水を加熱するもので、沸き上げ温度を高温にできるので、利用できる熱量の増大と湯切れ防止性を向上することができる。

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）
本発明の第１の実施の形態における給湯装置について、図１〜４を用いて説明する。図１は、本実施の形態における給湯装置の構成図である。

図１において、本実施の形態における給湯装置は、貯湯槽１と、この貯湯槽１の水を加熱する加熱手段としてのヒートポンプユニット２と、貯湯槽１の上部に接続された第１の出湯管３と、貯湯槽１の下部に接続された給水管１８と、第１の出湯管３と給水管１８とが接続された位置の間すなわち貯湯槽１の胴部に接続された第２の出湯管４と、給水管１８から分岐された第１の給水分岐管１９と、第１の出湯管３と第１の給水分岐管１９とが入口側に接続された第１の三方弁２０と、給水管１８から分岐された第２の給水分岐管２１と、第２の出湯管４と第２の給水分岐管２１とが入口側に接続された第２の三方弁２２と、第１の三方弁２０の出口側に接続された第１の混合弁入水管２３と、第２の三方弁２２の出口側に接続された第２の混合弁入水管２４と、第１の混合弁入水管２３と第２の混合弁入水管２４とが入口側に接続された混合弁２５と、この混合弁２５の出口側に接続された給湯管２６と、この給湯管２６に接続された給湯口２７と、第１の混合弁入水管２３から分岐された第１の混合弁入水管分岐管２８と、第２の混合弁入水管２４から分岐された第２の混合弁入水管分岐管２９と、第１の混合弁入水管分岐管２８と第２の混合弁入水管分岐管２９とが入口側に接続された追加混合弁３０と、この追加混合弁３０の出口側に接続された追加給湯管３１と、この追加給湯管３１に接続された追加給湯口３２と、第２の出湯管４が接続された位置における貯湯槽１内の湯温を検知する湯温検知手段３３と、給湯口２７および追加給湯口３２の給湯温度を設定する給湯温度設定手段７と、湯温検知手段３３の出力ならびに給湯温度設定手段７の設定に基づいて第１の三方弁２０と第２の三方弁２２と混合弁２５と追加混合弁３０とを制御する制御手段３４とを有する制御装置３５とを設けている。

なお、混合弁２５と追加混合弁３０の出口側には、湯温制御のための混合弁出口湯温検知手段３６と追加混合弁出口湯温検知手段３７とが設けられている。

図２は、本実施の形態における給湯装置の制御のブロック図を示し、湯温検知手段３３の出力と給湯温度設定手段７の設定に基づいて、第１の三方弁２０と第２の三方弁２２と混合弁２５と追加混合弁３０の制御をおこなう制御手段３４からなる。

以上のように構成された本実施の形態における給湯装置について、以下その動作、作用を説明する。

基本的な動作としては、沸き上げ前は、貯湯槽１に低温の水が多く満たされており、運転を開始すると、貯湯槽１の水が、ヒートポンプユニット２に送出され、そこで加熱されて高温の湯が貯湯槽１に戻される。これによって貯湯槽１には高温の湯が貯えられていく。

沸き上げ後の給湯利用の際には、第１の出湯管３と第２の出湯管４を通じて出湯される
貯湯槽１の湯と給水管１８からの給水を混合弁２５および追加混合弁３０によってそれぞれの給湯設定温度に混合されて給湯口２７ないし追加給湯口３２へ供給される。また、給湯に使用された湯量相当の水が給水管１８を通じて貯湯槽１の下部から流入する。

ここで、この給湯利用時の動作を図３、図４を用いて詳細に説明する。

図３は、本実施の形態における給湯装置の制御時のフローチャート、図４は、同給湯装置の給湯利用時の貯湯槽内の温度分布を示した図である。

給湯温度は、給湯口２７、追加給湯口３２ごとに給湯温度設定手段７でそれぞれ給湯設定温度ｔｓ１と追加給湯設定温度ｔｓ２として設定され、それらの高いほうの値はｔｓ１である。

図３において、ｔｍは、湯温検知手段３３による測定値であり、制御手段３４は、この測定値に基づいて、第１の三方弁２０と第２の三方弁２２の流路を制御する。

湯温検知手段３３による測定値ｔｍが、給湯設定温度のｔｓ１以上である場合（ステップ１（Ｓ１））、第１の三方弁２０の入口側は、第１の給水分岐管１９が接続されている側を開き、第２の三方弁２２の入口側は、第２の出湯管４が接続されている側を開く（ステップ２（Ｓ２））。

ｔｍが、追加給湯設定温度ｔｓ２−１０℃以下の場合（ステップ３（Ｓ３））、第１の三方弁２０の入口側は、第１の出湯管３が接続されている側を開き、第２の三方弁２２の入口側は、第２の出湯管４が接続されている側を開く（ステップ４（Ｓ４））。さらに、ｔｍが、ｔｓ１とｔｓ２−１０℃との間の場合、すなわち、ステップ１およびステップ３の条件以外の場合、第１の三方弁２０の入口側は第１の出湯管３が接続されている側を開き、第２の三方弁２２の入口側は、第２の給水分岐管２１が接続されている側を開く（ステップ５（Ｓ５））。

以上の動作によって、混合弁２５と追加混合弁３０の入口側の水温は、ｔｓ１とｔｓ２に対して高温と低温となるので、給湯口２７で給湯された場合には、制御手段３４は混合弁２５を制御して、混合弁出口湯温検知手段３６が給湯設定温度のｔｓ１になるように流量比を調整する（ステップ６（Ｓ６））。

給湯設定温度ｔｓ１に調整された湯は、給湯管２６を通じて給湯口２７から給湯される。追加給湯口３２で給湯された場合は、制御手段３４は追加混合弁３０を制御して、追加混合弁出口湯温検知手段３７が追加給湯設定温度のｔｓ２になるように流量比を調整する（ステップ６）。

なお、この説明において、給湯設定温度ｔｓ１と、湯温検知手段３３による測定値との温度差は、０℃を閾値として制御しているが、混合弁２５の制御性や配管での温度低下を考慮してステップ１の式のｔｓ１に任意の値を加えてもよい。

図４は、貯湯槽１内の温度分布の変化を示した図である。横軸に温度、縦軸に貯湯槽１の高さを示し、３８の温度分布は、中温層１０の上端が、第２の出湯管４の貯湯槽１との接続位置にある場合、つまり、中温層１０の給湯利用が開始される直前の様子である。

先に説明したとおり、第２の出湯管４の接続位置での湯温がｔｓ１以上の場合、出湯は第２の出湯管４からとなり、中温層１０の湯だけが利用される。この湯温が、ｔｓ１未満かつｔｓ２−１０℃より高い間は、第１の出湯管３からの出湯となるため、中温層１０は
縮小せず貯湯槽１の上方へ移動する。

さらに、第２の出湯管４の接続位置での湯温が、ｔｓ２−１０℃以下になると、第１の出湯管３と第２の出湯管４から湯を混合するので、中温層１０の湯が再び使われるとともに第１の出湯管３からの出湯に伴い、中温層１０は縮小しながら貯湯槽１上方へ移動する。この結果、中温層１０の大きさは、当初は１０ｆであったものが１０ｇまで縮小する。

３９は、中温層１０ｇが、第２の出湯管４の接続位置を通過した時点の温度分布である。なお、ｔｓ１以上の部分で温度勾配がついているのは、中温層１０が第２の出湯管４の接続位置を通過する間の時間経過によって高温の湯から中温層１０に熱移動があることによる。

このように、本発明の第１の実施の形態によれば、給湯温度設定手段７で設定された給湯口２７の給湯設定温度と、追加給湯口３２の追加給湯設定温度の値と、湯温検知手段３３の測定値に基づいて、第１の三方弁２０と、第２の三方弁２２の流路を切り換えることで、中温層１０の効果的な縮小を実現し、利用可能湯量の減少と、ヒートポンプユニット２での沸き上げ効率の低下を防ぐことができるので、良好な使い勝手と高い省エネルギー性とを実現できる。

さらに、ヒートポンプユニット２の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。二酸化炭素を冷媒として用いることで沸き上げ温度を高温にできるので、貯湯槽１内の湯温を自在に制御できる。

（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、図６は、同給湯装置の動作を示すフローチャートである。なお、上記第１の実施の形態における給湯装置と同一部分には、同一符号を付してその説明を省略する。

本実施の形態における給湯装置は、上記第１の実施の形態における給湯装置の構成に加えて、給湯管２６と追加給湯管３１にそれぞれ給湯有無検知手段としての第１の流量計４０と第２の流量計４１とを設けたものである。これにより、実際に給湯がおこなわれる設定温度に基づいて弁の制御がなされるので、より中温層１０を縮小させる効果が高い。

図６において、第１の流量計４０と第２の流量計４１との出力に基づいて給湯設定温度ｔｓ１と追加給湯設定温度ｔｓ２のいずれかを設定温度ｔｓとして決定する方法を示している。

まず、給湯口２７における給湯設定温度ｔｓ１と、追加給湯口３２における追加給湯設定温度ｔｓ２とを比較し（ステップ１１（Ｓ１１））、高い方の値を設定温度ｔｓとする（ステップ１２（Ｓ１２）、ステップ１３（Ｓ１３））。

次に、第１の流量計４０で給湯口２７からの給湯が検出され（ステップ１４（Ｓ１４））、さらに第２の流量計４１で追加給湯口３２からの給湯も検出されると（ステップ１５（Ｓ１５））、給湯設定温度ｔｓ１と追加給湯設定温度ｔｓ２を比較して（ステップ１６（Ｓ１６））、高い方の値を設定温度ｔｓとする（ステップ１７（Ｓ１７）、ステップ１８（Ｓ１８））。

追加給湯口３２からの給湯がなければ（ステップ１５）、給湯設定温度ｔｓ１を設定温度ｔｓとする（ステップ１９（Ｓ１９））。ステップ１４で、給湯口２７からの給湯が検出されず、追加給湯口３２で給湯が検出されると（ステップ２０（Ｓ２０））、追加給湯
設定温度ｔｓ２を設定温度ｔｓとする（ステップ２１（Ｓ２１））。

給湯口２７でも追加給湯口３２でも給湯が検出されない場合は（ステップ１４、ステップ２０）、ステップ１２またはステップ１３で採用された値がそのまま使われる。このようにして決定された設定温度ｔｓに基づき、上記第１の実施の形態で説明した弁制御（図３のフローチャート）においてｔｓ１とｔｓ２をｔｓに置き換えて、同様の動作がおこなわれる（ステップ２２（Ｓ２２））。

このように、本発明の第２の実施の形態によれば、給湯されている状態に応じてきめ細かく弁の制御がおこなわれ、中温層１０を減少させる効果がより大きくなって、さらに使い勝手と省エネルギー性に優れる。

以上のように、本発明にかかる給湯装置は、貯湯槽内の湯の熱を利用する場合において給湯可能湯量の減少を最小限とするので、前記したような家庭用の給湯装置に適用できるほか、熱源と貯湯槽を有するシステムにおいて業務用などの規模の大きい用途にも適用し、優れた省エネルギー性を提供できる。

１ 貯湯槽
２ ヒートポンプユニット（加熱手段）
３ 第１の出湯管
４ 第２の出湯管
７ 給湯温度設定手段
１８ 給水管
１９ 第１の給水分岐管
２０ 第１の三方弁
２１ 第２の給水分岐管
２２ 第２の三方弁
２３ 第１の混合弁入水管
２４ 第２の混合弁入水管
２５ 混合弁
２６ 給湯管
２７ 給湯口
２８ 第１の混合弁入水管分岐管
２９ 第２の混合弁入水管分岐管
３０ 追加混合弁
３１ 追加給湯管
３２ 追加給湯口
３３ 湯温検知手段
３４ 制御手段
３６ 混合弁出口湯温検知手段
３７ 追加混合弁出口湯温検知手段
４０ 第１の流量計（給湯有無検知手段）
４１ 第２の流量計（給湯有無検知手段）

Claims (8)

1. 貯湯槽と、前記貯湯槽の上部に接続された第１の出湯管と、前記貯湯槽の下部に接続された給水管と、前記貯湯槽の上下方向において前記第１の出湯管が接続された位置と前記給水管が接続された位置との間に接続された第２の出湯管と、前記給水管から分岐された第１の給水分岐管および第２の給水分岐管と、前記第１の出湯管と前記第１の給水分岐管とが入口側に接続された第１の三方弁と、前記第２の出湯管と前記第２の給水分岐管とが入口側に接続された第２の三方弁と、前記第１の三方弁の出口側に接続された第１の混合弁入水管と、前記第２の三方弁の出口側に接続された第２の混合弁入水管と、前記第１の混合弁入水管と前記第２の混合弁入水管とが入口側に接続された混合弁と、前記混合弁の出口側に接続された給湯管と、前記給湯管に接続された給湯口と、前記第２の出湯管が接続された前記貯湯槽の位置近傍の湯温を検知する湯温検知手段と、前記給湯口から給湯する給湯設定温度を設定する給湯温度設定手段と、制御手段とを備え、前記給湯温度設定手段により設定された給湯設定温度と前記湯温検知手段との出力に基づいて、前記第１の三方弁と前記第２の三方弁と前記混合弁との動作を制御することを特徴とする給湯装置。
2. 制御手段は、湯温検知手段により検知された湯温が給湯温度設定手段で設定された給湯設定温度に対して、予め設定された第１の温度差以上高い場合に、第１の三方弁への入水を第１の給水分岐管側とするとともに、第２の三方弁への入水を第２の出湯管側とし、前記湯温検知手段により検知された湯温が前記給湯設定温度に対して予め設定された第２の温度差以上低い場合に、前記第１の三方弁への入水を第１の出湯管側とするとともに前記第２の三方弁への入水を前記第２の出湯管側とし、前記湯温検知手段により検知された湯温が前記給湯設定温度に対して前記第１の温度差だけ高い温度と前記第２の温度差だけ低い温度との間の場合に、前記第１の三方弁への入水を前記第１の出湯管側とするとともに前記第２の三方弁への入水を第２の給水分岐管側とし、混合弁の出口温度を前記給湯設定温度に制御する構成とした請求項１に記載の給湯装置。
3. 給湯口以外に少なくとも一つの追加給湯口を設け、給湯温度設定手段は、前記追加給湯口毎に追加給湯設定温度を有し、前記追加給湯口毎に対応させて、第１の混合弁入水管から分岐された第１の混合弁入水管分岐管と、第２の混合弁入水管から分岐された第２の混合弁入水管分岐管と、前記第１の混合弁入水管分岐管と前記第２の混合弁入水管分岐管とが入口側に接続された追加混合弁と、前記追加混合弁の出口側に接続された追加給湯管を備え、制御手段は、前記給湯温度設定手段で設定された給湯設定温度と前記追加給湯設定温度と湯温検知手段の検知温度とに基づいて、第１の三方弁と第２の三方弁と混合弁と前記追加混合弁との動作を制御することを特徴とする請求項１に記載の給湯装置。
4. 制御手段は、湯温検知手段により検知された湯温が給湯温度設定手段で設定された給湯設定温度と追加給湯設定温度のうち最も高いものに対して予め設定された第１の温度差以上高い場合に、第１の三方弁への入水を第１の給水分岐管側とするとともに第２の三方弁への入水を第２の出湯管側とし、前記湯温検知手段により検知された湯温が前記給湯設定温度と前記追加給湯設定温度のうち最も低いものに対して予め設定された第２の温度差以上低い場合に、前記第１の三方弁への入水を第１の出湯管側とするとともに前記第２の三方弁への入水を前記第２の出湯管側とし、前記湯温検知手段により検知された湯温が前記給湯設定温度と前記追加給湯設定温度のうち最も高いものに対して前記第１の温度差だけ高い温度と前記給湯設定温度と前記追加給湯設定温度のうち最も低いものに対して前記第２の温度差だけ低い温度との間の場合に、前記第１の三方弁への入水を前記第１の出湯管側とするとともに前記第２の三方弁への入水を第２の給水分岐管側とし、混合弁の出口温度を前記給湯設定温度に制御し、追加混合弁の出口温度を前記追加給湯設定温度に制御する構成とした請求項３に記載の給湯装置。
5. 給湯管と追加給湯管とに給湯の有無を検知する給湯有無検知手段を設け、制御手段は、前記給湯有無検知手段によって給湯されていることが検知された給湯口または追加給湯口に対応して、湯温検知手段により検知された湯温が給湯温度設定手段で設定された給湯設定温度または追加給湯設定温度に対して予め設定された第１の温度差以上高い場合に、第１の三方弁への入水を第１の給水分岐管側とするとともに、第２の三方弁への入水を第２の出湯管側とし、前記湯温検知手段により検知された湯温が、前記給湯設定温度または前記追加給湯設定温度に対して予め設定された第２の温度差以上低い場合に、前記第１の三方弁への入水を第１の出湯管側とするとともに、前記第２の三方弁への入水を前記第２の出湯管側とし、前記湯温検知手段により検知された湯温が、前記給湯設定温度または前記追加給湯設定温度に対して前記第１の温度差だけ高い温度と前記給湯設定温度または前記追加給湯設定温度に対して前記第２の温度差だけ低い温度との間の場合に、前記第１の三方弁への入水を前記第１の出湯管側とするとともに前記第２の三方弁への入水を第２の給水分岐管側とし、混合弁または追加混合弁の出口温度を、前記給湯設定温度または前記追加給湯設定温度に制御する構成とした請求項３に記載の給湯装置。
6. 制御手段は、給湯有無検知手段によって給湯口と追加給湯口のうち二つ以上に給湯されていることが検知された場合、湯温検知手段により検知された湯温が、給湯されている前記給湯口と前記追加給湯口に対応する給湯設定温度または追加給湯設定温度のうち最も高いものに対して予め設定された第１の温度差以上高い場合に、第１の三方弁への入水を第１の給水分岐管側とするとともに第２の三方弁への入水を第２の出湯管側とし、前記湯温検知手段により検知された湯温が、給湯されている前記給湯口と前記追加給湯口に対応する前記給湯設定温度または前記追加給湯設定温度のうち最も低いものに対して予め設定された第２の温度差以上低い場合に、前記第１の三方弁への入水を第１の出湯管側とするとともに前記第２の三方弁への入水を前記第２の出湯管側とし、前記湯温検知手段により検知された湯温が、給湯されている前記給湯口と前記追加給湯口に対応する前記給湯設定温度と前記追加給湯設定温度のうち最も高いものに対して前記第１の温度差だけ高い温度と前記給湯設定温度と前記追加給湯設定温度のうち最も低いものに対して前記第２の温度差だけ低い温度との間の場合に、前記第１の三方弁への入水を前記第１の出湯管側とするとともに前記第２の三方弁への入水を第２の給水分岐管側とし、給湯されている前記給湯口と前記追加給湯口に対応する混合弁と追加混合弁の出口温度をそれぞれ前記給湯設定温度と前記追加給湯設定温度に制御する構成とした請求項３または５に記載の給湯装置。
7. 貯湯槽内の水を加熱する加熱手段を設け、前記加熱手段はヒートポンプサイクルを用いた構成とした請求項１〜６のうちいずれか１項に記載の給湯装置。
8. ヒートポンプサイクルは、圧力が臨界圧力以上となる超臨界冷媒回路であり、前記臨界圧力以上に昇圧された冷媒により水を加熱する構成とした請求項７に記載の給湯装置。

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