JP2013181709A - 給湯装置 - Google Patents

Abstract

【課題】熱回収時に使用する配管の一部を貯湯槽内の湯水の沸き上げ運転時にも使用する構成とすることができ、かつ、水の凍結を防止することで、使用性の向上および低コスト化を実現する給湯装置を提供すること。
【解決手段】熱交換器４により浴槽３の湯の有する熱を貯湯槽１の湯水に回収する熱回収運転を行うときには、熱回収往き管３５、加熱手段２、切換手段３２、熱交換器４、熱交戻り管１６の順に貯湯槽１からの湯水が流れるように、また、加熱手段２により貯湯槽１内の湯水を加熱する沸き上げ運転を行うときには、熱回収往き管３５、加熱手段２、切換手段３２、沸き上げ戻り管３６の順に貯湯槽からの湯が流れるように、制御手段１８が切換手段３２を切り換える構成で、出湯管２２、熱交往き管３３、切換手段３２、沸き上げ戻り管３６の閉回路の略最下方位置に、水抜き手段を設けたことを特徴とする給湯装置。
【選択図】図８

Description

本発明は、熱回収機能を有する給湯装置に関するものである。

従来、この種の給湯装置には、浴槽の湯を加温する追い焚き運転と浴槽の湯から熱を回収する熱回収運転を機能として備えたものがある（例えば、特許文献１参照）。

図１０は、熱回収運転を機能として有する給湯装置であり、１は貯湯槽、２はヒートポンプユニット、３は浴槽、４は熱交換器、５ａは貯湯槽水搬送ポンプ、５ｂは浴槽水搬送ポンプ、６は熱回収分岐管、７は三方弁、８は高温水供給管、９は低温水供給管、１０は給湯管、１１は混合弁、１２は浴槽水循環配管、１３は開閉弁、１４は給水管、１５は給湯分岐管、１６は熱交戻り管である。

浴槽水循環配管１２は、浴槽３の往き管と戻り管とを環状に接続して構成され、回路上に熱交換器４および浴槽水搬送ポンプ５ｂを備える。

また、混合弁１１は、高温水供給管８と低温水供給管９とを入口側に接続し、給湯管１０を出口側に接続するように構成され、開閉弁１３を介して浴槽水循環配管１２と接続される。さらに浴槽内の水温を検知する浴槽水温検知手段１７が、浴槽水循環配管１２の途中に設けられている。

この給湯装置が風呂自動運転を行う場合は、まず、貯湯槽１に貯えられた湯と給水管１４から供給される水とを混合弁１１で所望温度の湯に混合して浴槽３へ給湯する。浴槽３へ給湯した後は、一定時間だけ湯の温度を一定に保つために保温動作を行う。

保温動作は、浴槽湯温が一定温度以下に降下した場合におこない、貯湯槽水搬送ポンプ５ａと浴槽水搬送ポンプ５ｂとを運転して、熱交換器４において、貯湯槽１内の湯（例えば約８０℃）により浴槽３内の湯（例えば約３５℃）を加温する。

また、浴槽３の水温が一定温度以下に降下しているかどうかを判断するために、浴槽水搬送ポンプ５ｂのみを運転させる浴槽水温検知動作を間欠的に行う。

浴槽水温検知手段１７により浴槽３の水温が一定温度以下に降下していることが検知された場合には保温動作を行い、降下していない場合にはそのまま待機する。一定時間が経過した後には風呂自動運転を自動で終了する。

次に、追い焚き運転を行う場合は、貯湯槽水搬送ポンプ５ａと浴槽水搬送ポンプ５ｂとが運転をおこなって、熱交換器４において、貯湯槽１内の湯（例えば約８０℃）が浴槽３内の湯（例えば約３５℃）を加温する。その結果、浴槽３内の水温は上昇し、貯湯槽１内に湯として貯えられている熱量（蓄熱量）は減少する。

最後に、熱回収運転を行う場合は、同様に貯湯槽水搬送ポンプ５ａと浴槽水搬送ポンプ５ｂとが運転を行うが、熱交換器４において、貯湯槽１内の水（例えば約１０℃）が浴槽３内の水（例えば約３５℃）を冷却して熱を回収する。

特開２００９−１９８１１５号公報

しかしながら、前記従来の構成では、配管構成が複雑で高コスト化につなが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、熱回収時に使用する配管の一部を貯湯槽内の湯水の沸き上げ運転時にも使用する構成とすることができ、かつ、水の凍結を防止することで、使用性の向上および低コスト化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、浴槽と、前記貯湯槽内の湯水を加熱する加熱手段と、前記貯湯槽内の湯水と前記浴槽内の湯水とが熱交換する熱交換器と、前記熱交換器に前記浴槽内の湯水が循環するように接続された浴槽循環路と、前記貯湯槽内の略上部の湯が前記熱交換器に流れるように切換手段を介して前記熱交換器に接続された熱交往き管と、前記熱交換器で前記浴槽の湯水と熱交換された湯水が再び前記貯湯槽内へ戻るように前記貯湯槽に接続された熱交戻り管と、前記貯湯槽の略下部の湯水が前記熱交換器に流れるように、前記加熱手段、前記切換手段を順に介して前記熱交換器に接続された熱回収往き管と、前記加熱手段にて加熱された湯水が前記貯湯槽内に戻るように、前記切換手段から前記貯湯槽に接続された沸き上げ戻り管と、前記貯湯槽の上部に接続され、前記貯湯槽内の湯を出湯する出湯管と、制御手段とを備え、前記熱交換器により前記浴槽の湯の有する熱を前記貯湯槽の湯水に回収する熱回収運転を行うときには、前記熱回収往き管、前記加熱手段、前記切換手段、前記熱交換器、前記熱交戻り管の順に前記貯湯槽からの湯水が流れるように、また、前記加熱手段により前記貯湯槽内の湯水を加熱する沸き上げ運転を行うときには、前記熱回収往き管、前記加熱手段、前記切換手段、前記沸き上げ戻り管の順に前記貯湯槽からの湯が流れるように、前記制御手段が前記切換手段を切り換える構成とするとともに、前記切換手段を切り換えたときに形成される、前記出湯管、前記熱交往き管、前記切換手段、前記沸き上げ戻り管の閉回路の略最下方位置に、水抜き手段を設けたことを特徴とするものである。

これにより、熱回収時に使用する配管の一部を貯湯槽内の湯水の沸き上げ運転時にも使用する構成とすることができ、かつ、切換手段を含む回路の凍結を防止することもでき、低コスト化を実現した給湯装置を提供できる。

本発明によれば、熱回収時に使用する配管の一部を貯湯槽内の湯水の沸き上げ運転時にも使用する構成とすることができ、かつ、水の凍結を防止することで、使用性の向上および低コスト化を実現する給湯装置を提供できる。

本発明の実施の形態１における給湯装置の構成図（沸き上げ運転時の水および湯の流れ方向を示す図） 同熱回収運転制御手段のブロック図 同風呂自動運転と熱回収運転の制御方法概念図 同追い焚き運転と熱回収運転の制御方法概念図 同風呂自動運転中の浴槽への給湯時の水および湯の流れ方向を示した回路構成図 同風呂自動運転中の保温動作時および追い焚き運転時の水および湯の流れ方向を示した回路構成図 同風呂自動運転中の浴槽水温検知運転時の水および湯の流れ方向を示した回路構成図 同熱回収運転時の水および湯の流れ方向を示した回路構成図 （ａ）本発明の実施の形態１における給湯装置の切換手段の模式図（ｂ）本発明の実施の形態１における給湯装置の切換手段の他の模式図 従来の給湯装置の構成図

第１の発明は、貯湯槽と、浴槽と、前記貯湯槽内の湯水を加熱する加熱手段と、前記貯湯槽内の湯水と前記浴槽内の湯水とが熱交換する熱交換器と、前記熱交換器に前記浴槽内の湯水が循環するように接続された浴槽循環路と、前記貯湯槽内の略上部の湯が前記熱交換器に流れるように切換手段を介して前記熱交換器に接続された熱交往き管と、前記熱交換器で前記浴槽の湯水と熱交換された湯水が再び前記貯湯槽内へ戻るように前記貯湯槽に接続された熱交戻り管と、前記貯湯槽の略下部の湯水が前記熱交換器に流れるように、前記加熱手段、前記切換手段を順に介して前記熱交換器に接続された熱回収往き管と、前記加熱手段にて加熱された湯水が前記貯湯槽内に戻るように、前記切換手段から前記貯湯槽に接続された沸き上げ戻り管と、前記貯湯槽の上部に接続され、前記貯湯槽内の湯を出湯する出湯管と、制御手段とを備え、前記熱交換器により前記浴槽の湯の有する熱を前記貯湯槽の湯水に回収する熱回収運転を行うときには、前記熱回収往き管、前記加熱手段、前記切換手段、前記熱交換器、前記熱交戻り管の順に前記貯湯槽からの湯水が流れるように、また、前記加熱手段により前記貯湯槽内の湯水を加熱する沸き上げ運転を行うときには、前記熱回収往き管、前記加熱手段、前記切換手段、前記沸き上げ戻り管の順に前記貯湯槽からの湯が流れるように、前記制御手段が前記切換手段を切り換える構成とするとともに、前記切換手段を切り換えたときに形成される、前記出湯管、前記熱交往き管、前記切換手段、前記沸き上げ戻り管の閉回路の略最下方位置に、水抜き手段を設けたことを特徴とする給湯装置である。

これにより、熱回収時に使用する配管の一部を貯湯槽内の湯水の沸き上げ運転時にも使用する構成とすることができ、かつ切換手段を含む回路の凍結を防止することができる、低コスト化を実現した給湯装置を提供できる。

第２の発明は、前記水抜き手段は、圧力逃し弁であることを特徴とするもので、特別な水抜き手段を追加することなく、簡易な構成で切換手段を含む回路の凍結を防止することができる。

第３の発明は、前記水抜き手段は前記切換手段で、かつ、前記切換手段は完全閉止しない弁であることを特徴とするもので、特別な水抜き手段を追加することなく、簡易な構成で切換手段を含む回路の凍結を防止することができる。

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）
図１は本発明の実施の形態１における給湯装置の構成を示す図である。

図１において、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、熱回収を行う対象の浴槽３と、浴槽３の水と貯湯槽１の水とを熱交換するように構成された熱交換器４と、貯湯槽１に接続された給水管１４と、貯湯槽１の略上部に接続された第１の出湯管２２と、第１の出湯管２２と給水管１４とが接
続された位置の間、すなわち、高さ方向において貯湯槽１の胴部略中央部に接続された第２の出湯管２３とから構成されている。

また、給湯装置は、第１の出湯管２２と第２の出湯管２３とが入口側に接続された高温水混合弁２４と、この高温水混合弁２４の出口側に接続され、貯湯槽１内の高温水を供給する高温水供給管８と、給水管１４から分岐され、貯湯槽１内または給水管１４からの低温水を供給する低温水供給管９と、これら高温水供給管８と低温水供給管９とを入口側に接続された混合弁１１と、この混合弁１１の出口側に接続された給湯管１０と、給湯管１０の途中に接続された開閉弁１３から構成されている。

また、貯湯槽１内の略上部の湯が前記熱交換器４に流れるように切換手段３２を介して前記熱交換器４に接続された熱交往き管３３と、前記熱交換器４で浴槽３の湯と熱交換した貯湯槽１の湯水を再び貯湯槽１へ戻すように、貯湯槽１の高さ方向において第１の出湯管２２と第２の出湯管２３との間の位置で、貯湯槽１の略中央部とに接続された熱交戻り管１６とから構成されている。

また、第１の出湯管２２、熱交往き管３３、切換手段３２からなる回路上には、ヒートポンプユニット２により加熱され、膨張した湯水を貯湯槽１から排水するための圧力逃し弁３８が接続されている。

また、貯湯槽１内の湯水を加熱して、再び貯湯槽１内に貯湯する沸き上げ運転時には、図１に示すように、前記加熱手段であるヒートポンプユニット２にて所定温度に加熱された湯が、前記貯湯槽１の略上部に戻るように、前記貯湯槽１の略下部に接続された熱回収往き管３５が、前記ヒートポンプユニット２、前記三方弁３７を順に介して、前記切換手段３２に接続され、前記切換手段３２は、前記貯湯槽１の略上部に接続された沸き上げ戻り管３６に接続される。

また、熱回収運転時には、図７に示すように、前記貯湯槽１の略下部の湯水が前記熱交換器４に流れるように、前記貯湯槽１の略下部に接続された熱回収往き管３５が、前記加熱手段であるヒートポンプユニット２、三方弁３７を順に介して、前記沸き上げ運転時に対して流路を切り換えた前記切換手段３２に接続され、前記切換手段３２は、前記熱交戻り管１６に接続される。

さらに、給湯装置は、貯湯槽１と熱交換器４の第１の流路内の水を循環させる第１の搬送ポンプとしての貯湯槽水搬送ポンプ５ａと、熱交換器４の第２の流路内へ浴槽３の水が循環するように接続された浴槽水循環配管１２と、浴槽３と熱交換器４の第２の流路内の水を循環させる第２の搬送ポンプとしての浴槽水搬送ポンプ５ｂとから構成されている。

ここで熱交戻り管１６は、貯湯槽１の上下方向において第１の出湯管２２と第２の出湯管２３の間の位置で貯湯槽１に接続される。浴槽３への給湯の際は浴槽水循環配管１２を利用する。

また、浴室内もしくは洗面、台所に設置されたリモコン２５には、使用者が任意に熱回収運転を起動するための熱回収運転起動スイッチ２６を設け、浴槽水循環配管１２には、浴槽湯量検知手段として水圧を測定することにより浴槽３の湯の水位を検知する水位センサ２７と、浴槽３の水温を検知するための浴槽水温検知手段１７とを設けており、貯湯槽１には、貯湯槽１内の水温を検知するための複数の貯湯温検知手段２８ａ〜２８ｅを設けている。

また、浴槽水循環配管１２には浴槽水検出手段３１が設けてあり、浴槽水を循環した場
合に浴槽水の有無を検出することができる。浴槽水検出手段３１はフロースイッチもしくは流量センサでも用いることが可能である。

さらに、これら複数の貯湯温検知手段２８ａ〜２８ｅと水位センサ２７と浴槽水温検知手段１７の出力および熱回収運転起動スイッチ２６の操作に基づいて、浴槽３への給湯およびそれ以降予め設定された時間だけ浴槽水の保温と水量維持を行う風呂自動運転を制御する給湯制御手段としての風呂自動運転制御手段２９と、浴槽３内の水を加熱する追い焚き運転を制御する追い焚き運転制御手段３０と、貯湯槽１に浴槽３の水の熱を回収する熱回収運転を制御する熱回収運転制御手段２１とからなる運転制御手段１８を設けている。

図２は熱回収運転制御手段２１のブロック図を示し、水位センサ２７の出力および風呂自動運転制御手段２９の動作状態あるいは熱回収運転起動スイッチ２６などから熱回収運転制御手段２１が起動した場合、熱回収運転の開始を判断する熱回収運転開始判断部５０と、ヒートポンプユニット２による沸上運転を制御する沸上運転制御手段（図示せず）から貯湯後の給湯利用に必要な貯湯熱量を取得する所要貯湯熱量取得部５１と、貯湯温検知手段２８ａ〜２８ｅにより貯湯温度分布を測定する貯湯温度分布測定部５２と、これら所要貯湯熱量取得部５１と貯湯温度分布測定部５２で得られた結果に基づいて必要な沸上熱量を算出する必要沸上熱量算出部５３と、貯湯温度分布測定部５２による現在の温度分布と必要沸上熱量算出部５３から沸上完了時の温度分布を推定する沸上完了時貯湯温度分布推定部５５とからなる。

さらに、貯湯温度分布測定部５２による現在の温度分布から沸上完了時貯湯温度分布推定部５４での沸き上げ完了時の推定温度分布に至る間のヒートポンプユニット２への入力を推定する沸上所要入力推定部５５と、この沸上所要入力推定部５５による入力推定値の時間変化に基づいて貯湯槽水搬送ポンプ５ａ、浴槽水搬送ポンプ５ｂとを制御するポンプ制御部５６とからなる。

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、作用を説明する。

一般的な家庭での湯の利用における基本的な動作として、朝には貯湯槽１にその日使う分の湯が貯えられており、活動している時間帯に順次給湯に利用される。給湯利用中に貯湯量が不足する場合には必要に応じてヒートポンプユニット２を運転し、追加で貯湯運転を行うこともある。

近年では、浴槽３への給湯から保温までを自動で行う風呂自動運転の機能を備えている給湯装置が多くなっている。風呂自動運転制御手段２９により浴槽３への給湯および保温運転を行う場合は、貯湯槽１内に貯えられている湯を用いて浴槽３へ給湯し、浴槽水温が低下した場合には、貯湯槽１内に貯えられている湯の熱を利用して保温運転をおこない、浴槽水温を予め設定された温度に保つ。また、追い焚き運転制御手段３０により追い焚き運転をおこなって浴槽３内の湯を加温する場合も、貯湯槽１内に貯えられている湯の熱を利用して行う。

これら一日の給湯などの熱利用が終わる時点で貯湯槽１内の湯は大部分が給水と置換され、その後の深夜に再び次の利用のための貯湯するための加熱運転がおこなわれる。このとき、入浴のために浴槽３に供給された湯は、給湯利用終了時には貯湯槽１内の水温に対して比較的高温で残されていることが多いので、熱回収運転制御手段２１が、ヒートポンプユニット２による深夜の沸上運転の前、あるいは運転中に熱回収運転をおこなって貯湯槽１内に熱を回収する。

次に、風呂自動運転、追い焚き運転、および熱回収運転の制御方法について説明する。
風呂自動運転制御手段２９は、浴槽３へ所定量の湯を所定温度で自動で給湯し、その後、浴槽水温を予め設定された時間だけ予め設定された温度に保つように間欠的に保温動作を行う（風呂自動運転）。

風呂自動運転をおこなっている間は、保温動作を行う必要があるかないかを判断するために、定期的に浴槽湯温を検出するための浴槽湯温検知動作を行う。浴槽水温の検知は浴槽水温検知手段１７でおこない、その結果、浴槽水温が予め設定された温度より所定温度以上（例えば１Ｋ以上）低い場合には、保温運転をおこなって浴槽水温を保ち、所定温度未満の場合には、保温運転をおこなわない。

この際、風呂自動運転と熱回収運転の関係は、どちらも同等であり、使用者による熱回収運転起動スイッチ２６の操作で、熱回収運転制御手段２１が起動した場合は、熱回収運転開始の指示を受けて熱回収運転は行う。

ただし、風呂自動運転を優先とし、使用者による熱回収運転起動スイッチ２６の操作で熱回収運転開始の指示を受けても熱回収運転制御手段２１は熱回収運転を行わず、一旦待機を行い、ふろ自動運転が終了した後に、熱回収運転を行うように制御することも可能である。

逆に、熱回収運転中に風呂自動運転制御手段２９が風呂自動運転開始の指示を受けた場合にも、使用者による、風呂自動運転操作を優先として、熱回収運転制御手段２１は熱回収運転を停止し、風呂自動運転制御手段２９が風呂自動運転を開始する（図３に概念図を示す）。

追い焚き運転制御手段３０は、浴槽３内の湯を循環加温し、浴槽水温検知手段１７が検知する浴槽水温が所定の温度になる、または動作開始から所定の時間経過すると終了する（追い焚き運転）。

追い焚き運転制御手段３０が追い焚き運転を行っている間も、追い焚き運転と熱回収運転との関係は、使用者による操作を優先とし、使用者による熱回収運転起動スイッチ２６の操作で熱回収運転制御手段２１が起動した場合は、追い焚き中でも熱回収運転開始の指示を受けて、熱回収運転は行うように制御する。

ただし、追い焚き運転を行っている間は、追い焚き運転を優先とし、熱回収運転制御手段２１は熱回収運転を行わず、追い焚き運転が終了した後に、熱回収運転を行うように制御することも可能である。

逆に、熱回収運転中に追い焚き運転制御手段３０が追い焚き運転の指示を受けた場合にも、追い焚き運転を優先として、熱回収運転制御手段２１は熱回収運転を停止し、追い焚き運転制御手段３０が追い焚き運転を開始する（図４に概念図を示す）。

各々の運転を行う場合の弁およびポンプの動作と、それに伴う水および湯の流れについて図５〜図８を用いて説明する。図中、流れのある経路は太線で示してある。

まず、風呂自動運転制御手段２９が風呂自動運転を行うときの動作について説明する。最初に浴槽３へ給湯を行う場合における回路中の水および湯の流れを図５に示す。貯湯槽１からは、第１の出湯管２２と第２の出湯管２３からの湯を高温水混合弁２４で混合して高温水供給管８へ供給する。

この高温水供給管８に供給された湯と給水管１４から低温水供給管９へと供給される給
水とが混合弁１１にて給湯所望温度の湯に混合され、給湯管１０へと供給される。ここで、高温水混合弁２４から高温水供給管８に供給される湯の温度は、上記の給湯所望温度よりも所定温度以上高い温度（たとえば給湯所望温度が４０℃の場合に４５℃以上）に調節されている。

開閉弁１３は開かれ、給湯管１０へと供給された所望温度の湯は、浴槽水循環配管１２より浴槽３へと給湯される。なお、高温水混合弁２４と混合弁１１の開度は、それぞれ出口側に接続された高温水供給管８と給湯管１０に供給される湯の温度に基づいてフィードバック制御されるのが一般的であり、高温水混合弁２４については第１の出湯管２２と第２の出湯管からの湯、混合弁１１については高温水供給管８からの湯と低温水供給管９からの給水の温度により変化する。

浴槽３内の湯を保温する場合における回路中の水および湯の流れを図６に示す。貯湯槽水搬送ポンプ５ａと浴槽水搬送ポンプ５ｂとが運転を開始し、貯湯槽水搬送ポンプ５ａの運転により、貯湯槽１の略上部より高温のお湯が第１の出湯管２２から熱交往き管３３を経て切換手段３２へと湯が供給され、熱交換器４へと供給される。

このとき、熱交換器４にて浴槽水循環配管１２を循環する浴槽３の湯を加熱して、浴槽水温を上昇させる。一方、熱交換器４を出て比較的低温となった湯は熱交戻り管１６を経て貯湯槽１の略中央部へと還流する。

浴槽３内の水温を検知するための浴槽水温検知動作を行う場合における回路中の水および湯の流れを図７に示す。浴槽水搬送ポンプ５ｂが運転を開始し、浴槽水循環配管１２内を浴槽３内の湯が循環する。このとき、貯湯槽水搬送ポンプ５ａは運転をおこなわない。浴槽水温検知手段１７が浴槽水温を検知し、保温動作をするかしないかを判断する。

次に、追い焚き運転制御手段３０が追い焚き運転を行う場合の動作であるが、追い焚き運転を行う場合における回路中の水および湯の流れは風呂自動運転制御手段２９が保温動作を行う場合と同じで図６に示す通りであるので省略する。

最後に、熱回収運転制御手段２１が、浴槽３に残された湯の熱回収運転を行う場合における回路中の水および湯の流れを図８に示す。浴槽水搬送ポンプ５ｂを運転させ、その後、貯湯槽水搬送ポンプ５ａの運転させ、熱回収運転を開始すると、貯湯槽１の略下部からの湯水が前記熱交換器４に流れるように、熱回収往き管３５、前記加熱手段であるヒートポンプユニット２、三方弁３７を順に介して前記熱交換器４に接続された熱回収往き管３５から供給される。

このとき、貯湯槽１の略下部から供給された湯水は上記記載の経路への供給により、熱交換器４へと供給される。供給された湯水は、熱交換器４にて浴槽水循環配管１２を循環する浴槽３の湯と熱交換をおこなって熱を回収する。一方、熱交換器４を出て比較的高温となった湯は熱交戻り管１６を経て貯湯槽１へと還流する。

なお、浴槽水搬送ポンプ５ｂによる湯の搬送量を貯湯槽水搬送ポンプ５ａによる湯水の搬送量より大きくすることで、浴槽水搬送ポンプ５ｂによる必要流量が確保されて、浴槽３内の温度分布が均一化され、浴槽３から安定的に熱回収を行うことができるとともに、貯湯槽水搬送ポンプ５ａによる搬送流量が過大になって、貯湯槽１内の湯水が攪拌されることなく、温度成層を保持できる。

上記のように動作する構成において、図８に示す熱回収運転中には貯湯槽１の上部から、第１の出湯管２２、熱交往き管３３、切換手段３２を経由して沸き上げ戻り管３６から
再度貯湯槽上部に繋がる閉回路が形成される。前記閉回路においては第１の出湯管２２を経由する構成としているが、第１の出湯管２２と貯湯槽１の接続部とは別に、熱交往き管３３が直接貯湯槽１に接続されていてもよい。

切換手段３２や熱交換器４など、給湯装置内の部品は、メンテナンス性を考慮して給湯装置の前面側の空間に集約して配置されているのが一般的であるため、冬期で外気温が低い場合には給湯装置内、特に貯湯槽１から離れた位置に配設された部品、回路は低温にさらされてしまう。そのため、機器停止状態で長時間放置する場合には、給湯装置内の部品の凍結を防止するため、使用者などにより給湯装置内の湯水を全て排水することが必要である。

ここで、熱回収運転時に切換手段３２が動作しなくなった場合、例えば切換手段３２の故障や停電による機器停止の場合に、前記閉回路が形成されたままの状態となる。本実施の形態における切換手段３２は、構成上給湯装置下部や熱交換器４に接続される配管にも接続するため、前記のように給湯装置前面側に数多くの部品を配置する必要性から、効率よい部品配置、短い配管での接続による回路構成が必要となる。

そのため、前記閉回路において貯湯槽１上部の接続部を最下点にすることは困難であり、前記閉回路上には湯水が貯留されるトラップ部分が発生するため、残水により部品や配管が凍結し、機器の動作が不可能となる可能性がある。

そこで、本実施の形態においては上記閉回路上の略最下方部には水抜き手段を設けている。ここで、図８では前記水抜き手段を圧力逃し弁３８としている。これにより、熱回収運転時に切換手段３２が停止した場合においても、給湯装置内の湯水を確実に排水できるため、機器の凍結による部品破損などを防止することができる。

また、圧力逃し弁３８は部品の機能上、貯湯槽１の上部近傍に配置することが有効であり、かつ、切換手段３２は効率よい部品配置、短い配管での接続による回路構成のためには貯湯槽１の上部に接続される配管と熱交換器４の間（高さ方向）に配置することが有効である。

圧力逃し弁３８は、圧力が加わった際に通路が自動的に開放されるとともに、使用者が容易に操作することのできる開放用のレバーが取り付けられている場合が多い。そのため、前記水抜き手段を圧力逃し弁３８で兼用することにより、操作も容易で、かつ水抜き手段の追加も不要となり、簡易な構成で凍結を防止することが可能となる。

また、図９は切換手段３２の模式図の一例であり、図９（ａ）は熱回収運転時の切換手段３２の模式図、図９（ｂ）は風呂自動運転中の浴槽への給湯など、熱回収運転時以外の切換手段３２の模式図を示している。

切換手段３２内部には、切換手段３２に接続された回路を仕切るための回路仕切り手段４１が内蔵されており、回路仕切り手段４１が回転することにより、熱回収運転とその他の運転とを切換えることができる。回路仕切り手段４１は、図９のようにプレート式の弁だけでなく、ボール弁など、方式は限定しない。

ここで、回路仕切り手段４１と、切換手段３２の内部壁との間にわずかな隙間を設けることで、微少リークを発生させることが可能である。前記隙間は、本実施の形態における各運転において、前記隙間による微少リークにより各動作、性能に問題が発生しない寸法とする。

さらに、切換手段３２を前記閉回路の最下点に配置することで、閉回路形成時においても、前記隙間から湯水を逃すことができるので、前記水抜き手段の代用として使用することが可能である。

このように、本発明の実施の形態によれば、また、風呂自動運転と追い焚き運転と熱回収運転を実現するための配管系の構成において、前記熱交換器４により前記浴槽３の湯の有する熱を前記貯湯槽１の湯水に回収する熱回収運転を行うときには、前記熱回収往き管３５、前記加熱手段であるヒートポンプユニット２、前記切換手段３２、前記熱交換器４、前記熱交戻り管１６の順に前記貯湯槽１からの湯水が流れるように構成することで、熱回収時に使用する配管の一部を、上述した貯湯槽内の湯水の沸き上げ運転時にも使用する構成とすることができ、低コスト化を実現した給湯装置を提供できる。

また、筐体内に新たな部材の設置スペースを確保する必要がなく、重量や材料の増加、さらには待機電力の増大もなく、省資源、省エネルギーにも寄与する。

また、併せて熱交換器４は熱交換効率の高いプレート式とするとともに、貯湯槽１の熱交戻り管１６の接続位置近傍に設置することで、熱交換器４自体をコンパクトにした上で最小限の配管長として、同様に省資源となると同時に、水抜き手段の追加をすることなく、簡易な構成で凍結を防止することができるため、より低コスト化を実現した給湯装置を提供できる。

以上のように、本発明にかかる給湯装置は、家庭用の給湯装置に適用できるほか、業務用などの規模の大きい用途にも適用し、実用性に優れた給湯装置を提供できる。

１ 貯湯槽
２ ヒートポンプユニット（加熱手段）
３ 浴槽
４ 熱交換器
５ａ 貯湯槽水搬送ポンプ
５ｂ 浴槽水搬送ポンプ
８ 高温水供給管
９ 低温水供給管
１０ 給湯管
１１ 混合弁
１２ 浴槽水循環配管
１３ 開閉弁
１４ 給水管
１６ 熱交戻り管
１７ 浴槽水温検知手段
１８ 運転制御手段
２１ 熱回収運転制御手段
２２ 第１の出湯管
２３ 第２の出湯管
２４ 高温水混合弁
２５ リモコン
２６ 熱回収運転起動スイッチ
２７ 水位センサ
２８ 貯湯温検知手段
２９ 風呂自動運転制御手段
３０ 追い焚き運転制御手段
３１ 浴槽水検出手段
３２ 切換手段
３３ 熱交往き管
３５ 熱回収往き管
３６ 沸き上げ戻り管
３７ 三方弁
３８ 圧力逃し弁
４１ 回路仕切り手段

Claims (3)

1. 貯湯槽と、浴槽と、前記貯湯槽内の湯水を加熱する加熱手段と、前記貯湯槽内の湯水と前記浴槽内の湯水とが熱交換する熱交換器と、前記熱交換器に前記浴槽内の湯水が循環するように接続された浴槽循環路と、前記貯湯槽内の略上部の湯が前記熱交換器に流れるように切換手段を介して前記熱交換器に接続された熱交往き管と、前記熱交換器で前記浴槽の湯水と熱交換された湯水が再び前記貯湯槽内へ戻るように前記貯湯槽に接続された熱交戻り管と、前記貯湯槽の略下部の湯水が前記熱交換器に流れるように、前記加熱手段、前記切換手段を順に介して前記熱交換器に接続された熱回収往き管と、前記加熱手段にて加熱された湯水が前記貯湯槽内に戻るように、前記切換手段から前記貯湯槽に接続された沸き上げ戻り管と、前記貯湯槽の上部に接続され、前記貯湯槽内の湯を出湯する出湯管と、制御手段とを備え、前記熱交換器により前記浴槽の湯の有する熱を前記貯湯槽の湯水に回収する熱回収運転を行うときには、前記熱回収往き管、前記加熱手段、前記切換手段、前記熱交換器、前記熱交戻り管の順に前記貯湯槽からの湯水が流れるように、また、前記加熱手段により前記貯湯槽内の湯水を加熱する沸き上げ運転を行うときには、前記熱回収往き管、前記加熱手段、前記切換手段、前記沸き上げ戻り管の順に前記貯湯槽からの湯が流れるように、前記制御手段が前記切換手段を切り換える構成とするとともに、前記切換手段を切り換えたときに形成される、前記出湯管、前記熱交往き管、前記切換手段、前記沸き上げ戻り管の閉回路の略最下方位置に、水抜き手段を設けたことを特徴とする給湯装置。
2. 前記水抜き手段は、圧力逃し弁であることを特徴とする請求項１に記載の給湯装置。
3. 前記水抜き手段は前記切換手段であり、かつ、前記切換手段は完全閉止しない弁であることを特徴とする請求項１に記載の給湯装置。