JP2017009139A - 貯湯式給湯機 - Google Patents

Abstract

【課題】貯湯タンク内の下部に貯留された水を低温に維持しつつ、給湯温度の変動を抑制する。【解決手段】貯湯式給湯機は、貯湯タンク１１と追い焚き手段と給湯手段とを備える。貯湯タンク１１の上部には、温水導入出口１１ｄ及び高温水導出口１１ｅが設けられる。高温水導出口１１ｅには、高温水導出配管３３の一端が接続される。温水導入出口１１ｄには、戻し配管４１の一端が接続される。戻し配管４１の他端には、送湯配管４０の一端が接続される。送湯配管４０と戻し配管４１との接続部には、高温出湯配管４２の一端が接続される。追い焚き手段は、高温水導出口１１ｅから水を取り出し、送湯配管４０と戻し配管４１とを経由して温水導入出口１１ｄへ水を戻すためのものである。給湯手段は、温水導入出口１１ｄから水を取り出し、戻し配管４１と高温出湯配管４２とを経由して出湯端末へ供給するためのものである。【選択図】図７

Description

本発明は、貯湯式給湯機に関する。

特許文献１に、貯湯式給湯機が記載されている。特許文献１に記載の貯湯式給湯機は、貯湯タンク及びヒートポンプユニットを備える。貯湯タンク内の上部には高温の水が貯留される。貯湯タンク内の下部には低温の水が貯留される。ヒートポンプユニットは、貯湯タンクの下部から供給される水を沸き上げる。貯湯式給湯機は、貯湯タンクの上部から取り出した高温の水によって追い焚き運転を行う。高温の水は、浴槽水を加熱する。

追い焚き運転によって使用された高温の水は、浴槽水を加熱した後に温度が低下する。温度が低下した後の水は、貯湯タンク内の下部に貯留されている低温の水よりも温度が高い。追い焚き運転が単独で実施された場合には、浴槽水を加熱した後の水は、貯湯タンク内の上部に戻される。貯湯タンク内の下部に貯留された水は、低温に維持される。ヒートポンプユニットが貯湯タンク内の水を沸き上げる際に供給される水の温度は、低温に維持される。これにより、貯湯タンク内の水を沸き上げる際のヒートポンプユニットのＣＯＰ（Ｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔ ｏｆ ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ）の低下が防止される。

特開２０１４―１６０７７号公報

特許文献１に記載の貯湯式給湯機は、貯湯タンク内の上部に貯留された高温の水を外部に供給する給湯運転を行う。給湯運転と追い焚き運転とが同時に実施された場合、浴槽水を加熱した水と高温の水との混合による給湯温度の変動を抑制するため、浴槽水を加熱した水は貯湯タンク内の下部に戻される。これにより、貯湯タンク内の下部に貯留された水は、温度が上昇する。貯湯タンク内の下部に貯留された水の温度が上昇することにより、ヒートポンプユニットのＣＯＰが低下する。

本発明は、上記のような課題を解決するためになされた。本発明の目的は、貯湯タンク内の下部に貯留された水を低温に維持しつつ、給湯温度の変動を抑制することができる貯湯式給湯機を提供することである。

本発明に係る貯湯式給湯機は、水出口と水出入口とが上部に設けられ、内部に水を貯留する貯湯タンクと、水出口に一端が接続された第１配管と、水出入口に一端が接続された第２配管と、第２配管の他端に一端が接続された第３配管と、第２配管と第３配管との接続部に一端が接続された第４配管と、貯湯タンクに貯留された水を水出口から取り出し、第１配管と熱交換器と第３配管と第２配管とを順に経由して水出入口から貯湯タンクへ水を戻すための追い焚き手段と、貯湯タンクに貯留された水を水出入口から取り出し、第２配管と第４配管とを順に経由して出湯端末へ供給するための給湯手段と、を備える。第４配管は、第２配管に比べて配管径が小さい部分を有する。

本発明に係る貯湯式給湯機は、第２配管に比べて配管径が小さい部分を有する第４配管を備える。このため、貯湯タンク内の下部に貯留された水を低温に維持しつつ、給湯温度の変動を抑制することができる。

本発明の実施の形態１の貯湯式給湯機の全体構成図である。 本発明の実施の形態１の図１におけるＡ部の拡大図である。 本発明の実施の形態１の追い焚き運転において貯湯タンク内の水が循環する回路を示す図である。 本発明の実施の形態１の湯張り運転における水の流れを示す図である。 本発明の実施の形態１の給湯運転における水の流れを示す図である。 本発明の実施の形態１の追い焚き運転と給湯運転とが同時に実施された状態を示す図である。 本発明の実施の形態１の図６におけるＡ部の拡大図である。 本発明の実施の形態２の貯湯式給湯機の全体構成図である。 本発明の実施の形態２の図８におけるＡ部の拡大図である。 本発明の実施の形態３の貯湯式給湯機の全体構成図である。

以下、図面を参照して、本発明の実施の形態について説明する。尚、各図において同一部分または相当部分は、同一の符号を付して、重複する説明を省略する。

実施の形態１．
図１は、本発明の実施の形態１の貯湯式給湯機１の全体構成図である。貯湯式給湯機１は、タンクユニット２、ヒートポンプユニット３、浴槽４及びリモートコントローラー５を備える。タンクユニット２とヒートポンプユニット３とは、配管及び図示しない電気配線を介して接続される。ヒートポンプユニット３には、配管を介してタンクユニット２から水が導かれる。ヒートポンプユニット３は、タンクユニット２から導かれた水を沸き上げる装置の一例である。

ヒートポンプユニット３には、ヒートポンプサイクルが利用される。ヒートポンプユニット３は、圧縮機６、水冷媒熱交換器７、膨張弁８及び空気熱交換器９を備える。圧縮機６、水冷媒熱交換器７、膨張弁８及び空気熱交換器９は、冷媒配管１０によって順に環状に接続される。圧縮機６、水冷媒熱交換器７、膨張弁８、空気熱交換器９及び冷媒配管１０は、ヒートポンプサイクルを構成する。冷媒配管１０は、水冷媒熱交換器７の一次側に設けられる。水冷媒熱交換器７は、一次側を流れる冷媒と二次側を流れる水との間で熱交換を行う。

タンクユニット２は、貯湯タンク１１及び減圧弁１２を備える。貯湯タンク１１は、内部に水を貯留する。貯湯タンク１１の下部には、水導入口１１ａ及び水導出口１１ｂが設けられる。貯湯タンク１１の中間部から下部までの間には、温水導入口１１ｃが設けられる。貯湯タンク１１の上部には、温水導入出口１１ｄ及び高温水導出口１１ｅが設けられる。貯湯タンク１１の中間部には、中温水導出口１１ｆが設けられる。

温水導入出口１１ｄは、本発明の水出入口の一例である。また高温水導出口１１ｅは、本発明の水出口の一例である。

水導入口１１ａには、第１給水配管１３ａの一端が接続される。第１給水配管１３ａの他端は、減圧弁１２に接続される。また減圧弁１２には、第２給水配管１３ｂの一端が接続される。第２給水配管１３ｂの他端は、貯湯式給湯機１の外部の水源に接続される。水源は、例えば水道等である。

水源から供給される低温の水は、第２給水配管１３ｂを流れる。第２給水配管１３ｂを流れる低温の水は、減圧弁１２によって圧力が調整される。圧力が調整された低温の水は、第１給水配管１３ａを流れる。第１給水配管１３ａを流れる低温の水は、水導入口１１ａから貯湯タンク１１内に流入する。

貯湯タンク１１内には、ヒートポンプユニット３によって沸き上げられた高温の水が温水導入出口１１ｄから流入する。貯湯タンク１１内には、温水導入出口１１ｄから高温の水が流入するとともに水導入口１１ａから低温の水が流入する。これにより、貯湯タンク１１内には、上部と下部とで温度差が生じるように水が貯留される。

貯湯タンク１１内の上部には、高温の水が貯留される。高温の水は、例えば８０℃である。貯湯タンク１１内の中間部には、中温の水が貯留される。中温の水は、高温の水に比べて温度が低い。中温の水は、例えば４０℃である。貯湯タンク１１内の下部には、水源から供給される低温の水が貯留される。低温の水は、中温の水に比べて温度が低い。低温の水は、例えば１０℃である。

貯湯タンク１１の表面には、複数の温度センサが設けられる。複数の温度センサは、それぞれ異なる高さに設けられる。貯湯タンク１１の表面には、例えば上部に第１貯湯温度センサ１４が設けられる。貯湯タンク１１の表面には、例えば下部に第２貯湯温度センサ１５が設けられる。第１貯湯温度センサ１４及び第２貯湯温度センサ１５は、貯湯タンク１１に貯留された水の量及び温度分布等の情報を得るために設けられる。

またタンクユニット２は、風呂用熱交換器１６及び風呂循環ポンプ１７を備える。風呂用熱交換器１６は、一次側を流れる高温の水によって二次側を流れる加熱対象水を加熱する。加熱対象水には、例えば浴槽水及び暖房用水等が含まれる。本実施の形態では、風呂用熱交換器１６の二次側を、浴槽水が流れる。

風呂用熱交換器１６の二次側流入口には、風呂戻り配管１８の一端が接続される。風呂戻り配管１８の他端は、浴槽４に接続される。風呂用熱交換器１６の二次側流出口には、風呂往き配管１９の一端が接続される。風呂往き配管１９の他端は、浴槽４に接続される。

風呂戻り配管１８には、風呂循環ポンプ１７が設けられる。風呂循環ポンプ１７は、浴槽４内の浴槽水を、風呂戻り配管１８及び風呂往き配管１９に循環させる。なお風呂循環ポンプ１７は、風呂往き配管１９に設けられるとしてもよい。

風呂戻り配管１８には、風呂循環ポンプ１７と浴槽４との間に、風呂戻り温度センサ２０が設けられる。風呂戻り温度センサ２０は、風呂戻り配管１８を流れる水の温度を検出する。風呂戻り配管１８を流れる水には、例えば浴槽４から取り出された浴槽水等が含まれる。また風呂戻り配管１８には、風呂循環ポンプ１７と風呂用熱交換器１６との間に、水位センサ２１及びフロースイッチ２２が順に設けられる。水位センサ２１は、浴槽４内の水位を検出する。フロースイッチ２２は、風呂戻り配管１８内の水の流れの有無を検出する。

風呂往き配管１９には、風呂往き温度センサ２３が設けられる。風呂往き温度センサ２３は、風呂往き配管１９を流れる水の温度を検出する。風呂往き配管１９を流れる水には、例えば風呂用熱交換器１６によって加熱された浴槽水等が含まれる。

またタンクユニット２は、三方弁２４及び四方弁２５を備える。三方弁２４及び四方弁２５は、流路切り替え装置である。またタンクユニット２は、熱源ポンプ２６、風呂用電磁弁２７、第１給湯用混合弁２８、第２給湯用混合弁２９及び風呂用混合弁３０を備える。

第１給湯用混合弁２８は、第１の流入口と第２の流入口と流出口とを有する。同様に、第２給湯用混合弁２９は、第１の流入口と第２の流入口と流出口とを有する。また風呂用混合弁３０も同様に、第１の流入口と第２の流入口と流出口とを有する。

三方弁２４は、水が流入するａポート及びｂポートを有する。また三方弁２４は、水が流出するｃポートを有する。三方弁２４のａポートには、水導出口配管３１の一端が接続される。水導出口配管３１の他端は、水導出口１１ｂに接続される。

三方弁２４のｂポートには、温水導出配管３２の一端が接続される。温水導出配管３２の他端は、風呂用熱交換器１６の一次側流出口に接続される。風呂用熱交換器１６の一次側流入口には、高温水導出配管３３の一端が接続される。高温水導出配管３３の他端は、高温水導出口１１ｅに接続される。高温水導出配管３３は、本発明の第１配管の一例である。

三方弁２４のｃポートには、ヒートポンプ往き配管３４の一端が接続される。ヒートポンプ往き配管３４の他端は、水冷媒熱交換器７の二次側流入口に接続される。ヒートポンプ往き配管３４には、熱源ポンプ２６が設けられる。熱源ポンプ２６は、貯湯式給湯機１を構成する各種配管に水を流すために設けられる。またヒートポンプ往き配管３４には、ヒートポンプユニット３の内部でヒートポンプ入水温度センサ３５が設けられる。ヒートポンプ入水温度センサ３５は、水冷媒熱交換器７へ流入する水の温度を検出する。

三方弁２４は、３つの形態に流路を切り替えることができる。３つの形態は、（ａ）−（ｃ）経路、（ｂ）−（ｃ）経路及び（ａｂ）−（ｃ）経路である。

本実施の形態における三方弁２４の（ａ）−（ｃ）経路は、水導出口配管３１とヒートポンプ往き配管３４とが連通する形態である。三方弁２４の（ｂ）−（ｃ）経路は、温水導出配管３２とヒートポンプ往き配管３４とが連通する形態である。三方弁２４の（ａｂ）−（ｃ）経路は、水導出口配管３１と温水導出配管３２とヒートポンプ往き配管３４とが連通する形態である。

四方弁２５は、水が流入するａポート及びｂポートを有する。また四方弁２５は、水が流出するｃポート及びｄポートを有する。四方弁２５のａポートには、ヒートポンプ戻り配管３６の一端が接続される。ヒートポンプ戻り配管３６の他端は、水冷媒熱交換器７の二次側流出口に接続される。本例においてタンクユニット２とヒートポンプユニット３とは、ヒートポンプ往き配管３４及びヒートポンプ戻り配管３６によって接続される。

ヒートポンプ戻り配管３６には、ヒートポンプユニット３の内部でヒートポンプ出水温度センサ３７が設けられる。ヒートポンプ出水温度センサ３７は、水冷媒熱交換器７によって加熱された水の温度を検出する。

四方弁２５のｂポートには、第１バイパス配管３８の一端が接続される。第１バイパス配管３８の他端は、熱源ポンプ２６とヒートポンプ入水温度センサ３５との間で、ヒートポンプ往き配管３４に接続される。四方弁２５のｃポートには、第２バイパス配管３９の一端が接続される。第２バイパス配管３９の他端は、温水導入口１１ｃに接続される。

四方弁２５のｄポートには、送湯配管４０の一端が接続される。送湯配管４０の他端には、戻し配管４１の一端が接続される。戻し配管４１の他端は、温水導入出口１１ｄに接続される。戻し配管４１は、本発明の第２配管の一例である。また送湯配管４０は、本発明の第３配管の一例である。

四方弁２５は、４つの形態に流路を切り替えることができる。４つの形態は、（ａ）−（ｃ）経路、（ａ）−（ｄ）経路、（ｂ）−（ｃ）経路及び（ｂ）−（ｄ）経路である。

本実施の形態における四方弁２５の（ａ）−（ｃ）経路は、ヒートポンプ戻り配管３６と第２バイパス配管３９とが連通する形態である。四方弁２５の（ａ）−（ｄ）経路は、ヒートポンプ戻り配管３６と送湯配管４０とが連通する形態である。四方弁２５の（ｂ）−（ｃ）経路は、第１バイパス配管３８と第２バイパス配管３９とが連通する形態である。四方弁２５の（ｂ）−（ｄ）経路は、第１バイパス配管３８と送湯配管４０とが連通する形態である。

また戻し配管４１の一端には、高温出湯配管４２の一端が接続される。すなわち高温出湯配管４２の一端は、送湯配管４０と戻し配管４１との接続部に接続される。高温出湯配管４２は、貯湯タンク１１内に貯留された水を出湯端末へ供給するための配管である。高温出湯配管４２は、本発明の第４配管の一例である。

高温出湯配管４２の他端は、２つに分岐する。２つに分岐した高温出湯配管４２の他端の一方は、第１給湯用混合弁２８の第１の流入口に接続される。２つに分岐した高温出湯配管４２の他端の他方は、風呂用混合弁３０の第１の流入口に接続される。

また減圧弁１２には、第３給水配管１３ｃの一端が接続される。第３給水配管１３ｃの他端は２つに分岐する。２つに分岐した第３給水配管１３ｃの他端の一方は、第１給湯用混合弁２８の第２の流入口に接続される。２つに分岐した第３給水配管１３ｃの他端の他方は、風呂用混合弁３０の第２の流入口に接続される。

第３給水配管１３ｃには、第２給水配管１３ｂを流れる低温の水が減圧弁１２を介して流入する。減圧弁１２、第１給水配管１３ａ、第２給水配管１３ｂ及び第３給水配管１３ｃは、貯湯式給湯機１の給水管路を構成する。

第１給湯用混合弁２８の流出口には、第１給湯配管４３の一端が接続される。第１給湯配管４３の他端は、第２給湯用混合弁２９の第１の流入口に接続される。第２給湯用混合弁２９の第２の流入口には、中温配管４４の一端が接続される。中温配管４４の他端は、中温水導出口１１ｆに接続される。

第２給湯用混合弁２９の流出口には、第２給湯配管４５の一端が接続される。第２給湯配管４５の他端は、給湯栓４６を介してタンクユニット２外部の出湯端末に接続される。出湯端末には、シャワー及びカラン等の蛇口が含まれる。また第２給湯配管４５には、第２給湯用混合弁２９と給湯栓４６との間に、給湯温度センサ４７が設けられる。給湯温度センサ４７は、給湯栓４６を介して出湯端末へ供給される水の温度を検出する。

風呂用混合弁３０の流出口には、第３給湯配管４８の一端が接続される。第３給湯配管４８の他端は、風呂用熱交換器１６と風呂往き温度センサ２３との間で、風呂往き配管１９に接続される。第３給湯配管４８には、風呂用電磁弁２７が設けられる。風呂用電磁弁２７は、第３給湯配管４８を開閉する。また第３給湯配管４８には、風呂用電磁弁２７と風呂用混合弁３０との間に、風呂用流量センサ４９が設けられる。風呂用流量センサ４９は、第３給湯配管４８を流れる水の流量を検出する。

またタンクユニット２は、制御装置５０を備える。制御装置５０は、タンクユニット２及びヒートポンプユニット３の各構成部品等と電気的に接続される。制御装置５０は、風呂循環ポンプ１７、三方弁２４、四方弁２５及び熱源ポンプ２６と電気的に接続される。制御装置５０は、風呂循環ポンプ１７、三方弁２４、四方弁２５及び熱源ポンプ２６を制御する。

制御装置５０は、第１給湯用混合弁２８及び第２給湯用混合弁２９と電気的に接続される。制御装置５０は、第１給湯用混合弁２８及び第２給湯用混合弁２９を制御する。また制御装置５０は、風呂用電磁弁２７及び風呂用混合弁３０と電気的に接続される。制御装置５０は、風呂用電磁弁２７及び風呂用混合弁３０を制御する。

制御装置５０は、各種センサ類と電気的に接続される。制御装置５０は、第１貯湯温度センサ１４及び第２貯湯温度センサ１５と電気的に接続される。制御装置５０は、第１貯湯温度センサ１４及び第２貯湯温度センサ１５によって得られた情報に基づいて、ヒートポンプユニット３による水の沸き上げの開始及び停止等を制御する。また制御装置５０は、風呂戻り温度センサ２０、風呂往き温度センサ２３、給湯温度センサ４７及び風呂用流量センサ４９と電気的に接続される。

制御装置５０は、リモートコントローラー５と電気的に接続される。リモートコントローラー５と制御装置５０とは、相互通信が可能である。使用者は、リモートコントローラー５によって、貯湯式給湯機１に運転の指示をすることができる。また使用者は、リモートコントローラー５によって、貯湯式給湯機１の設定値を変更することができる。貯湯式給湯機１の設定値には、給湯運転及び追い焚き運転の際の設定温度等が含まれる。

リモートコントローラー５には、表示部、操作部、スピーカ及びマイク等が設けられる。リモートコントローラー５の表示部は、貯湯式給湯機１の状態を表示する。リモートコントローラー５の操作部は、例えば使用者が貯湯式給湯機１を操作するためのスイッチである。

図２は、図１におけるＡ部の拡大図である。Ａ部は、送湯配管４０と戻し配管４１と高温出湯配管４２との接続部近傍の領域である。図２の矢印は、高温出湯配管４２における水の流れ方向を示す。

高温出湯配管４２は、戻し配管４１に比べて配管径が小さい部分を有する。すなわち、高温出湯配管４２は戻し配管４１に比べて断面積が小さい部分を有する。高温出湯配管４２は、例えば戻し配管４１の２分の１の配管径となる部分を有する。

送湯配管４０と高温出湯配管４２とは、一例として、図２に示すように一直線状に接続される。送湯配管４０の流れ方向と高温出湯配管４２の流れ方向とは一致する。戻し配管４１は、例えば温水導入出口１１ｄから鉛直方向上方に向かうように接続される。送湯配管４０及び高温出湯配管４２は、例えば戻し配管４１と垂直に接続される。

高温出湯配管４２は、例えば図２に示すようにテーパー部４２ａを有する。テーパー部４２ａは、高温出湯配管４２のうち、送湯配管４０と戻し配管４１との接続部から一定距離までの部位である。テーパー部４２ａは、図２に示すように流れ方向に向かって配管径が徐々に小さくなる。これにより高温出湯配管４２には、送湯配管４０及び戻し配管４１との接続部の近傍に、戻し配管４１に比べて配管径が小さい部分が形成される。

また高温出湯配管４２のうちテーパー部４２ａより流れ方向で先の部位は、例えば全体の配管径が戻し配管４１より小さい。これにより、高温出湯配管４２全体の配管径は、戻し配管４１の配管径以下となる。

なお高温出湯配管４２は、戻し配管４１に比べて配管径が小さい部分を有していればよく、上記例に限られるものではない。高温出湯配管４２は、例えば戻し配管４１及び送湯配管４０に比べて配管径が小さい部分を有するとしてもよい。また高温出湯配管４２の全体の配管径は、戻し配管４１及び送湯配管４０の径以下であるとしてもよい。

次に、貯湯式給湯機１の追い焚き運転について説明する。追い焚き運転は、例えば使用者がリモートコントローラー５を操作することによって開始される。追い焚き運転において制御装置５０は、風呂循環ポンプ１７を駆動させる。風呂循環ポンプ１７が駆動することにより、浴槽水は風呂戻り配管１８、風呂用熱交換器１６の二次側及び風呂往き配管１９を流れる。

追い焚き運転において制御装置５０は、三方弁２４のｂポートとｃポートとを開状態にする。制御装置５０は、三方弁２４のａポートを閉状態にする。これにより、温水導出配管３２とヒートポンプ往き配管３４とが連通する。水導出口１１ｂから三方弁２４への経路は遮断される。

制御装置５０は、四方弁２５のｂポートとｄポートとを開状態にする。制御装置５０は、四方弁２５のａポートとｃポートとを閉状態にする。これにより、第１バイパス配管３８と送湯配管４０とが連通する。四方弁２５から温水導入口１１ｃへの経路は遮断される。また、三方弁２４のｃポートと四方弁２５のｂポートが連通する。すなわち、ヒートポンプ往き配管３４と第１バイパス配管３８とが連通する。

制御装置５０は、三方弁２４及び四方弁２５を上記のように制御した状態で、熱源ポンプ２６を運転させる。これにより、追い焚き運転が実行される。熱源ポンプ２６は、追い焚き手段の一例である。

図３は、追い焚き運転において貯湯タンク１１内の水が循環する回路を示す図である。熱源ポンプ２６が運転を開始すると、図３に示すように、貯湯タンク１１内の上部に貯留された高温の水が高温水導出口１１ｅから流出する。流出した高温の水は、高温水導出配管３３を経由して風呂用熱交換器１６の一次側流入口に流入する。

風呂用熱交換器１６は、一次側を流れる高温の水と二次側を流れる浴槽水とを熱交換する。これにより浴槽水は加熱される。浴槽水を加熱した水は、風呂用熱交換器１６の一次側流出口から流出する。風呂用熱交換器１６から流出した水は、温水導出配管３２を介して三方弁２４のｂポートへ流入する。

三方弁２４のｂポートへ流入した水は、三方弁２４のｃポートから流出する。三方弁２４のｃポートから流出した水は、ヒートポンプ往き配管３４及び第１バイパス配管３８を介して四方弁２５のｂポートへ流入する。四方弁２５のｂポートへ流入した水は、四方弁２５のｄポートから流出する。四方弁２５のｄポートから流出した水は、送湯配管４０及び戻し配管４１を介して温水導入出口１１ｄから貯湯タンク１１内の上部へ戻される。

浴槽水の加熱に使用された水は、浴槽水の加熱後に温度が低下する。浴槽水の加熱によって温度が低下した水は、貯湯タンク１１内の下部に貯留される低温の水に比べると温度が高い。第１追い焚き運転において浴槽水の加熱に使用された水は、貯湯タンク１１内の上部へ戻される。貯湯タンク１１内の下部に貯留された水は、低温に維持される。

制御装置５０は、風呂戻り温度センサ２０及び風呂往き温度センサ２３によって検出される温度に基づいて、浴槽水の温度を監視する。制御装置５０は、浴槽水の温度が設定温度になると、風呂循環ポンプ１７及び熱源ポンプ２６を停止させる。これにより第１追い焚き運転が終了する。設定温度は、使用者がリモートコントローラー５を操作することによって制御装置５０に設定される。

次に、貯湯式給湯機１の湯張り運転について説明する。湯張り運転は、例えば使用者がリモートコントローラー５を操作することによって開始される。湯張り運転において制御装置５０は、風呂用混合弁３０の第１の流入口と第２の流入口と流出口とを開状態にする。制御装置５０は、風呂用混合弁３０を上記のように制御した状態で、風呂用電磁弁２７を開状態にする。

図４は、湯張り運転における水の流れを示す図である。風呂用電磁弁２７が開状態になると、水源から低温の水が第２給水配管１３ｂへ流入する。第２給水配管１３ｂへ流入した低温の水は、減圧弁１２を通過する。減圧弁１２を通過した低温の水の一部は、第１給水配管１３ａを介して水導入口１１ａから貯湯タンク１１内の下部へ供給される。また減圧弁１２を通過した低温の水の一部は、第３給水配管１３ｃを介して風呂用混合弁３０へ供給される。

貯湯タンク１１内の下部へ低温の水が供給されると、貯湯タンク１１内の上部に貯留された高温の水が温水導入出口１１ｄから取り出される。温水導入出口１１ｄから取り出された高温の水は、戻し配管４１及び高温出湯配管４２を介して風呂用混合弁３０へ供給される。

風呂用混合弁３０は、供給された高温の水と低温の水とを混合する。風呂用混合弁３０は、混合した水を、第３給湯配管４８、風呂用電磁弁２７、風呂戻り配管１８及び風呂往き配管１９を介して浴槽４へ供給する。

湯張り運転において制御装置５０は、風呂戻り温度センサ２０及び風呂往き温度センサ２３によって検出される温度が設定温度となるように、風呂用混合弁３０を制御する。風呂用混合弁３０は、混合する高温の水と低温の水との割合を調整する。これにより、設定温度の水が浴槽４へ供給される。設定温度は、リモートコントローラー５によって設定される。

制御装置５０は、例えば水位センサ２１によって検出される水位に基づいて湯張り量を監視する。制御装置５０は、湯張り量が設定量に達すると、風呂用電磁弁２７を閉状態にする。これにより湯張り運転が終了する。なお湯張り量の設定量は、例えばリモートコントローラー５によって設定される。

次に貯湯式給湯機１の給湯運転について説明する。給湯運転は、貯湯タンク１１内に貯留された水を使用して、設定温度の水を出湯端末へ供給する運転である。出湯端末へ供給される水の設定温度は、リモートコントローラー５によって設定される。給湯運転によって出湯端末へ供給される水の温度を、以下では給湯温度と呼ぶ。

給湯運転において制御装置５０は、第１給湯用混合弁２８の第１の流入口と第２の流入口と流出口とを開状態にする。

制御装置５０は、第２給湯用混合弁２９の第１の流入口を開状態にする。制御装置５０は、第２給湯用混合弁２９の流出口を開状態にする。また制御装置５０は、第２給湯用混合弁２９の第２の流入口を閉状態にする。中温水導出口１１ｆと第２給湯用混合弁２９とを繋ぐ経路は、遮断される。

給湯運転は、第１給湯用混合弁２８及び第２給湯用混合弁２９が上記のように制御された状態で使用者が出湯端末を開状態にすることによって実行される。図５は、給湯運転における水の流れを示す図である。

出湯端末が開状態になると、水源から低温の水が第２給水配管１３ｂへ流入する。第２給水配管１３ｂへ流入した低温の水は、減圧弁１２を通過する。減圧弁１２を通過した低温の水の一部は、第１給水配管１３ａを介して水導入口１１ａから貯湯タンク１１内の下部へ供給される。また減圧弁１２を通過した低温の水の一部は、第３給水配管１３ｃを介して第１給湯用混合弁２８へ供給される。

貯湯タンク１１内の下部へ低温の水が供給されると、貯湯タンク１１内の上部に貯留された高温の水が温水導入出口１１ｄから取り出される。温水導入出口１１ｄから取り出された高温の水は、戻し配管４１及び高温出湯配管４２を順に経由して第１給湯用混合弁２８へ供給される。

第１給湯用混合弁２８は、供給された高温の水と低温の水とを混合する。第１給湯用混合弁２８は、混合した水を、第１給湯配管４３、第２給湯用混合弁２９、第２給湯配管４５及び給湯栓４６を介して出湯端末へ供給する。第１給湯用混合弁２８は、本発明の給湯手段の一例である。給湯運転は、使用者が出湯端末を閉状態にすることによって終了する。

給湯運転において制御装置５０は、給湯温度センサ４７によって検出される温度が設定温度となるように、第１給湯用混合弁２８を制御する。第１給湯用混合弁２８は、混合する高温の水と低温の水との割合を調整する。これにより、給湯温度は設定温度となる。

次に、追い焚き運転と給湯運転とが同時に実施された場合について説明する。図６は、追い焚き運転と給湯運転とが同時に実施された状態を示す図である。また図７は、図６におけるＡ部の拡大図である。図７の黒塗り矢印は、風呂用熱交換器１６によって浴槽水の加熱に使用された水の流れを示す。図７の白抜き矢印は、高温の水の流れを示す。

浴槽水の加熱に使用された水は、図６に示すように、送湯配管４０を流れる。送湯配管４０を流れる水は、図７に示すように、高温出湯配管４２へ流入する。浴槽水の加熱に使用された水は、貯湯タンク１１内の下部には戻されない。貯湯タンク１１内の下部に貯留された水は、低温に維持される。

また温水導入出口１１ｄから、貯湯タンク１１内の上部に貯留された高温の水が取り出される。温水導入出口１１ｄから取り出された高温の水は、戻し配管４１を介して高温出湯配管４２へ流入する。追い焚き運転と給湯運転とが同時に実施された場合、浴槽水の加熱に使用された水と高温の水とが高温出湯配管４２へ流入する。

浴槽水の加熱に使用された水と高温の水とは、高温出湯配管４２を流れつつ混合される。高温出湯配管４２は、戻し配管４１に比べて配管径が小さい部分を有する。このため高温の水は、戻し配管４１から高温出湯配管４２へ流入することによって加速する。浴槽水の加熱に使用された水と高温の水とは、高温出湯配管４２内で十分な流速となる。これにより、浴槽水の加熱に使用された水と高温の水とは、高温出湯配管４２内で十分に混合される。

また高温出湯配管４２は、例えば戻し配管４１及び送湯配管４０に比べて配管径が小さい部分を有する。浴槽水の加熱に使用された水は、送湯配管４０から高温出湯配管４２へ流入することによって加速する。本例であれば、浴槽水の加熱に使用された水と高温の水との両方が加速する。これにより、浴槽水の加熱に使用された水と高温の水とは、効率よく混合される。

また高温出湯配管４２の全体の配管径は、例えば戻し配管４１及び送湯配管４０の配管径以下である。これにより、高温出湯配管４２を流れる水の速度は、より十分なものとなる。

また高温出湯配管４２は、例えばテーパー部４２ａを有する。高温出湯配管４２には、送湯配管４０及び戻し配管４１との接続部の近傍に、戻し配管４１に比べて配管径が小さい部分が形成される。浴槽水の加熱に使用された水と高温の水とは、送湯配管４０と戻し配管４１との接続部で合流する。浴槽水の加熱に使用された水と高温の水とは、合流するとともに混合が開始する。本例であれば、浴槽水の加熱に使用された水と高温の水との混合が開始する位置の近傍の流速が上昇する。これにより、浴槽水の加熱に使用された水と高温の水とは、効率よく混合される。

本実施の形態の貯湯式給湯機１は、追い焚き運転を単独で実施した場合、浴槽水の加熱に使用された水を貯湯タンク１１内の上部へ戻す。これにより、貯湯タンク１１内の下部に貯留された水は、低温に維持される。本実施の形態であれば、水を沸き上げる際のヒートポンプユニット３のＣＯＰの低下が防止される。

温度の異なる水同士が配管内で混合される際、流速が不十分な場合には混合が不十分となる。混合が不十分な水は、鉛直方向に大きな温度分布が生じる。温度分布が生じた水が給湯される場合、給湯温度が変動する。給湯温度は、不安定となる。

本実施の形態の高温出湯配管４２は、戻し配管４１に比べて配管径が小さい部分を有する。これにより、高温出湯配管４２内での水の流速は十分なものになる。追い焚き運転と給湯運転とを同時に実施した場合、浴槽水の加熱に使用された水と高温の水とは、高温出湯配管４２内で十分に混合される。十分に混合された水の温度分布は小さなものとなる。これにより、給湯温度の変動が抑制される。本実施の形態の貯湯式給湯機１であれば、設定温度の水を安定的に出湯端末へ供給することができる。

また本実施の形態の貯湯式給湯機１は、追い焚き運転と給湯運転とを同時に実施した場合にも、追い焚き運転を単独で実施した場合と同様に貯湯タンク１１内の下部に貯留された水を低温に維持することができる。

上記構成を採用することにより、追い焚き運転が単独で実施された場合、貯湯タンク１１内の下部に貯留された水は、低温に維持される。追い焚き運転と給湯運転とが同時に実施された場合においても、貯湯タンク１１内の下部に貯留された水は、低温に維持される。また、追い焚き運転と給湯運転とが同時に実施された場合における給湯温度の変動が抑制される。本発明であれば、貯湯タンク１１内の下部に貯留された水を低温に維持しつつ、給湯温度の変動を抑制することができる貯湯式給湯機１が得られる。

実施の形態２．
次に、本発明の実施の形態２について説明する。本実施の形態の貯湯式給湯機１の基本的な構成は、実施の形態１と同様である。また貯湯式給湯機１は、実施の形態１と同様の動作をする。本実施の形態の貯湯式給湯機１は、実施の形態１の構成に加えてバッフル板５１を備える。

図８は、本実施の形態の貯湯式給湯機１の全体構成図である。図８の太線及び矢印は、追い焚き運転における循環回路を示す。図９は、図８におけるＡ部の拡大図である。図９の黒塗り矢印は、浴槽水の加熱に使用された水の流れを示す。図９の白抜き矢印は、高温の水の流れを示す。

バッフル板５１は、貯湯タンク１１の上部内面のうち、温水導入出口１１ｄと高温水導出口１１ｅとの間に設けられる。バッフル板５１は、貯湯タンク１１の内側に突出する。バッフル板５１は、温水導入出口１１ｄと高温水導出口１１ｅとを仕切る。

バッフル板５１は、一例として図８及び図９に示すように、貯湯タンク１１の上面内側に一端が設けられる。バッフル板５１は、例えば図９に示すように鉛直部５１ａを有する。鉛直部５１ａは、鉛直方向に沿った部位である。

またバッフル板５１は、例えば図９に示すように、傾斜部５１ｂを有する。傾斜部５１ｂは、鉛直方向に対して傾斜しつつ貯湯タンク１１の下方へ向かって突出する。また傾斜部５１ｂは、温水導入出口１１ｄと高温水導出口１１ｅとの間から見た温水導入出口１１ｄ側の方向の貯湯タンク１１の側部内面に向かって突出している。またバッフル板５１は、例えば温水導入出口１１ｄ及び高温水導出口１１ｅに比べて幅が大きい。

追い焚き運転時には、図９に示すように、高温水導出口１１ｅから高温の水が流出する。また浴槽水の加熱に使用された水が温水導入出口１１ｄから貯湯タンク１１内に流入する。温水導入出口１１ｄからは、例えば鉛直方向下方に向かって水が流入する。

温水導入出口１１ｄから流入した水は、バッフル板５１に沿って流れる。バッフル板５１は、温水導入出口１１ｄから流入した水が高温水導出口１１ｅの方向へ流出することを遮る。これにより、高温水導出口１１ｅから流出する高温の水の温度が低下することが抑制される。本実施の形態であれば、温水導入出口１１ｄから流入する中温の水によって追い焚き時間が長くなることが防止される。

なおバッフル板５１は、温水導入出口１１ｄと高温水導出口１１ｅとを仕切ることによって温水導入出口１１ｄから流入した水が高温水導出口１１ｅの方向へ流出することを遮ることができればよい。バッフル板５１の形状は、上記例以外の形状としてもよい。

実施の形態３．
次に、本発明の実施の形態３について説明する。本実施の形態の貯湯式給湯機１の基本的な構成は、実施の形態１と同様である。また本実施の形態の貯湯式給湯機１は、実施の形態２と同様にバッフル板５１を備える構成としてもよい。図１０は、本実施の形態の貯湯式給湯機１の全体構成図である。図１０の太線及び矢印は、給湯運転における水の流れを示す。本実施の形態の温水導入出口１１ｄは、高温水導出口１１ｅよりも高い位置に設けられる。

温水導入出口１１ｄは、例えば図１０に示すように、貯湯タンク１１の上面に設けられる。高温水導出口１１ｅは、例えば図１０に示すように、貯湯タンク１１の上部側面に設けられる。これにより、温水導入出口１１ｄの設置位置は、高温水導出口１１ｅの設置位置よりも高い位置となる。

貯湯タンク１１内の上部には、溶存空気が滞留している可能性がある。本実施の形態の貯湯式給湯機１は、温水導入出口１１ｄが高温水導出口１１ｅよりも高い位置に設けられることにより、給湯運転の初期に水と合わせて溶存空気をまとめて外部へ放出することができる。これにより、給湯運転の実施中において、溶存空気の混入による給湯温度の変動が抑制される。

１ 貯湯式給湯機、 ２ タンクユニット、 ３ ヒートポンプユニット、 ４ 浴槽、 ５ リモートコントローラー、 ６ 圧縮機、 ７ 水冷媒熱交換器、 ８ 膨張弁、 ９ 空気熱交換器、 １０ 冷媒配管、 １１ 貯湯タンク、 １１ａ 水導入口、 １１ｂ 水導出口、 １１ｃ 温水導入口、 １１ｄ 温水導入出口、 １１ｅ 高温水導出口、 １１ｆ 中温水導出口、 １２ 減圧弁、 １３ａ 第１給水配管、 １３ｂ 第２給水配管、 １３ｃ 第３給水配管、 １４ 第１貯湯温度センサ、 １５ 第２貯湯温度センサ、 １６ 風呂用熱交換器、 １７ 風呂循環ポンプ、 １８ 風呂戻り配管、 １９ 風呂往き配管、 ２０ 風呂戻り温度センサ、 ２１ 水位センサ、 ２２ フロースイッチ、 ２３ 風呂往き温度センサ、 ２４ 三方弁、 ２５ 四方弁、 ２６ 熱源ポンプ、 ２７ 風呂用電磁弁、 ２８ 第１給湯用混合弁、 ２９ 第２給湯用混合弁、 ３０ 風呂用混合弁、 ３１ 水導出口配管、 ３２ 温水導出配管、 ３３ 高温水導出配管、 ３４ ヒートポンプ往き配管、 ３５ ヒートポンプ入水温度センサ、 ３６ ヒートポンプ戻り配管、 ３７ ヒートポンプ出水温度センサ、 ３８ 第１バイパス配管、 ３９ 第２バイパス配管、 ４０ 送湯配管、 ４１ 戻し配管、 ４２ 高温出湯配管、 ４２ａ テーパー部、 ４３ 第１給湯配管、 ４４ 中温配管、 ４５ 第２給湯配管、 ４６ 給湯栓、 ４７ 給湯温度センサ、 ４８ 第３給湯配管、 ４９ 風呂用流量センサ、 ５０ 制御装置、 ５１ バッフル板、 ５１ａ 鉛直部、 ５１ｂ 傾斜部

Claims (6)

1. 水出口と水出入口とが上部に設けられ、内部に水を貯留する貯湯タンクと、
   前記水出口に一端が接続された第１配管と、
   前記水出入口に一端が接続された第２配管と、
   前記第２配管の他端に一端が接続された第３配管と、
   前記第２配管と前記第３配管との接続部に一端が接続された第４配管と、
   前記貯湯タンクに貯留された水を前記水出口から取り出し、前記第１配管と熱交換器と前記第３配管と前記第２配管とを順に経由して前記水出入口から前記貯湯タンクへ水を戻すための追い焚き手段と、
   前記貯湯タンクに貯留された水を前記水出入口から取り出し、前記第２配管と前記第４配管とを順に経由して出湯端末へ供給するための給湯手段と、
   を備え、
   前記第４配管は、前記第２配管に比べて配管径が小さい部分を有する貯湯式給湯機。
2. 前記第４配管は、前記第２配管及び前記第３配管に比べて配管径が小さい部分を有する請求項１に記載の貯湯式給湯機。
3. 前記第４配管の全体の配管径は、前記第２配管及び前記第３配管の配管径以下である請求項１または請求項２に記載の貯湯式給湯機。
4. 前記第４配管のうち、前記第２配管と前記第３配管との接続部から一定距離までの部分は、前記第４配管を水が流れる方向に向かって配管径が徐々に小さくなる請求項１から請求項３の何れか１項に記載の貯湯式給湯機。
5. 前記貯湯タンクの上部内面のうち前記水出口と前記水出入口との間に設けられ、前記貯湯タンクの内側に突出して前記水出口と前記水出入口とを仕切るバッフル板を備える請求項１から請求項４の何れか１項に記載の貯湯式給湯機。
6. 前記水出入口は、前記水出口よりも高い位置に設けられる請求項１から請求項５の何れか１項に記載の貯湯式給湯機。

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